A tecnologia do concreto projetado nas construções subterrâneas
Reproduzimos abaixo, na íntegra, a matéria sobre construções subterrâneas, publicada na Revista Digital Aecweb, com o parecer técnico do gerente de produtos e negócios da Hagen do Brasil, o químico Mario Sergio Guilge.
Concreto projetado favorece construções subterrâneas
Com alta velocidade de lançamento e componentes especiais, a tecnologia proporciona fácil adesão e dispensa o emprego de fôrmas para conter o selamento das superfícies
Surgida em meados do século XX, a tecnologia do concreto projetado é a favorita para construções subterrâneas. O principal fator para sua escolha consiste nas dificuldades de se montar fôrmas para contenção do concreto fresco em projetos de túneis, taludes, obras de mineração e de infraestrutura. Por apresentar alta velocidade de lançamento e fácil adesão, o sistema também é empregado em situações de recuperação e reforço estrutural de lajes, vigas e pilares, entre outros.
De acordo com informações da Master Builders Solutions, marca global da BASF, foram os avanços tecnológicos em equipamentos de projeção e o desenvolvimento da ciência de materiais que tornaram o concreto projetado ideal para construções subterrâneas. “O sistema proporciona um excelente selamento superficial e suporte ao túnel, pois se adapta perfeitamente ao contorno da escavação, endurecendo e ganhando resistência em um período de tempo surpreendentemente curto”, destaca, em nota, a assessoria da BASF.
O concreto projetado é transportado por uma tubulação e propelido em velocidade e pressão elevadas sobre a superfície. Essa operação pode ser feita por duas técnicas, conhecidas como via seca e via úmida. A diferença básica entre as duas é o momento em que a água é adicionada à mistura.
No concreto projetado aplicado via seca, os agregados e o cimento são previamente misturados, e a introdução da água com aditivo ocorre no bico de projeção da máquina, simultaneamente ao lançamento do material. “Já no concreto projetado por via úmida, a mistura de cimento, agregados e água é feita antes do bombeamento, ficando somente o aditivo acelerador para ser adicionado, juntamente com o concreto fresco, na hora da projeção”, explica Mario Sergio Guilge, químico e gerente de produtos e negócios da Hagen do Brasil.
O que define o tipo de técnica a ser adotada são as condições de aplicação. “O concreto projetado via seca é utilizado onde existe dificuldade de acesso ou quando a distância entre a usina de concreto e o canteiro é muito grande. Sem essas dificuldades, opta-se pela projeção via úmida”, difere Guilge.
VANTAGENS E DESVANTAGENS A aplicação do concreto projetado via seca permite a realização do serviço mesmo longe da usina e da máquina. Além disso, a técnica utiliza equipamentos mais acessíveis e de manutenção mais simples. No entanto, a técnica apresenta desvantagens quanto à aplicação. “Os materiais empregados geram poeira que, devido à alcalinidade do cimento, podem causar queimaduras ou irritação na pele. Além disso, a sílica presente pode causar doenças respiratórias”, alerta Guilge. Outra contrapartida é que a via seca apresenta alto índice de reflexão — massa que rebate na superfície sem aderi-la —, gerando desperdício de concreto. A qualidade da concretagem é mais dependente da mão de obra especializada (o mangoteiro), demandando ajuste do nível de água e ar do material durante a operação. A projeção, ainda, deve ser feita de forma perpendicular, em movimentos circulares, para aumentar a compacidade do concreto e reduzir a reflexão.
Já a via úmida apresenta menores índices de reflexão e propriedades mais homogêneas, pois permite que a mistura seja feita em central, reduzindo-se os desvios. “A técnica apresenta grande compacidade e resistência à compressão, aumentando muito a produtividade e reduzindo os desperdícios”, aponta o químico. Suas desvantagens consistem na necessidade de uma usina de concreto ou de misturadores eficientes. “Além disso, a via úmida depende dos aditivos superplastificantes e aceleradores de pega, que, por sua vez, são caros, assim como os equipamentos e a manutenção”, conta Guilge. A técnica não é recomendada para projeções a distâncias muito grandes.
COMPONENTES DAS MISTURAS O cimento mais comum para mistura do concreto projetado é do tipo CP V ARI, mas pode variar conforme a técnica. “Quanto mais fino, melhor para a via úmida, pois aumenta a coesão, e pior para via seca, pois hidrata mais rapidamente com a umidade do agregado”, diz o químico. Já os agregados são areia natural com módulo de finura entre 2,4 e 3,2 mm, além de brita 0 com Dmax de 12,5 mm ou pedrisco para via úmida. Os aditivos comumente empregados são os superplastificantes redutores de água para a via úmida e aceleradores e impermeabilizantes para as duas técnicas. “Os aditivos aceleradores podem, ainda, ser em pó ou líquidos, e também alcalinos e não alcalinos. Em alguns casos, para via úmida, utiliza-se também aditivos estabilizadores para que se tenha mais tempo entre transporte e aplicação” relata Guilge.
EQUIPAMENTOS A projeção por via seca requer máquina a rotor com cuba e compressor de ar. Nesse processo, o cimento e agregado são depositados na cuba que direciona a mistura a uma câmara de pressurização e, posteriormente, ao mangote, cujo bico de projeção é responsável pela adição da água e, eventualmente, do aditivo acelerador. “Cabe ao mangoteiro ajustar os volumes de água, ar e aditivo para se obter melhor compactação e menor reflexão”, explica, ainda, Guilge. Já no processo de projeção por via úmida, podem ser utilizados dois sistemas: de fluxo denso ou de fluxo aerado. “Para o processo de fluxo aerado, o equipamento é semelhante ao de projeção por via seca, mas o concreto entra no sistema na condição fluida. O ar comprimido entra para empurrar a mistura através do mangote, e o aditivo é adicionado no bico de projeção”, descreve Guilge. No processo de fluxo denso, utiliza-se bombas com pistão ou rosca sem fim, com o aditivo acelerador e o ar comprimido, sendo adicionados no bico de projeção ou próximos dele. A escolha entre os sistemas é feita em função da obra. “O de fluxo aerado pode ser utilizado tanto para via seca quanto para via úmida, em uma mesma obra. O de fluxo denso dá à mistura mais precisão, compacidade e maiores resistências”, explana Guilge.
Normas técnicas: A NBR 14026, publicada em 2012 pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), estabelece os critérios e as condições para a aplicação de concreto projetado. Já a NBR 13070, também de 2012, estabelece o procedimento para moldagem de placas destinadas a ensaios de argamassas e concretos projetados.
COLABORAÇÃO TÉCNICA
Mario Sergio Guilge – Químico de formação, com mestrado na área de Engenharia Civil (Materiais). Foi, por muitos anos, pesquisador do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) e da indústria de cimento. Hoje, é gerente de produtos e negócios da Hagen do Brasil.