Concreto Auto-Adensável - ABESC

19 de agosto de 2013

Utilização Crescente

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O Concreto Auto-adensável (CAA) apresenta grande fluidez e alta  trabalhabilidade, ou seja, é um concreto muito plástico.  A formulação de concretos fluidos e resistentes à  segregação é uma evolução tecnológica, fruto da pesquisa aplicada ao uso de aditivos superplastificantes e  modificadores de viscosidade, combinados com alto teor de finos, sejam  eles cimento Portland, adições minerais, fílers  etc. Com a significativa redução de custos dos insumos  - aditivos utilizados, como superplastificantes e modificadores de viscosidade  bem como o avanço tecnológico e o domínio dos métodos  de dosagem e preparação, o CAA ganha grande impulso junto  aos construtores, na execução das estruturas.
     
Definição
O termo concreto auto-adensável (CAA) identifica uma categoria de concreto que pode ser moldado em fôrmas preenchendo cada espaço  vazio através exclusivamente de seu peso próprio, não  necessitando de qualquer tecnologia de adensamento ou vibração  externa. A auto-adensabilidade do concreto fresco oferece uma excelente  capacidade de preenchimento dos espaços vazios e o envolvimento  das barras de aço, assim como outros obstáculos, exclusivamente  através da ação da força gravitacional,  mantendo uma adequada homogeneidade. Para um concreto ser considerado  auto-adensável, deve apresentar duas propriedades fundamentais:  Fluidez e Estabilidade que conferem ao concreto a propriedade de transpor  vários obstáculos, preencher todos os espaços da  fôrma e evitando a segregação e exsudação.  A Fluidez é a capacidade do concreto auto-adensável escoar  preenchendo todos os espaços. Já a Estabilidade é  a capacidade que o concreto auto-adensável possui para se manter  coeso e homogêneo após ter fluído ao longo das fôrmas.



Dosagem e Materiais Utilizados em CAA 
Os materiais utilizados para elaboração do CAA são,  na prática, os mesmos utilizados nos concretos convencionais,  porém com maior adição de finos, quer sejam adições  minerais ou fílers e de aditivos plastificantes, superplastificantes  e modificadores de visco-sidade. O objetivo de qualquer método  de dosagem é determinar a combinação adequada e  econômica dos componentes do concreto com vistas a obter um concreto  que possa estar próximo daquele que consiga um equilíbrio  entre as várias propriedades desejadas ao menor custo possível.  Os aditivos superplas-tificantes permitem que se alcance alta fluidez  nas misturas, já os aditivos modificadores de viscosidade oferecem  aumento na estabilidade, prevenindo-se com isto a exsudação  e segregação no concreto.

Tecnologia Inovadora
O CAA é uma tecnologia inovadora que veio para ficar, pois uma  vez compatibilizados: aspectos de dosagem, elaboração  e custos, não existem razões para continuar utilizando  o concreto convencional.
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Sem vibração
Custo mais elevado do material, em torno de 8%, pode ser compensado por economias em outros itens, tais como mão-de-obra e energia elétrica. Utilização é vantajosa quando pilares vigas e lajes são densamente armados.

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Desenvolvido nos anos 80 no Japão, o concreto auto-adensável tem três propriedades fundamentais: fluidez, habilidade passante e segregação. Juntas elas fazem com que o material seja vantajoso quando utilizado em elementos densamente armados, como pilares, vigas ou lajes. Seu uso no Brasil ainda é bastante tímido. Entre os motivos estão a falta de informação sobre a tecnologia e os custos mais elevados.

De acordo com Milton Meyer, diretor da MPD Engenharia, a empresa estima que o concreto auto-adensável tem um custo 8% superior ao do material convencional. "Na realidade, a conta deve ser feita levando em consideração diversos fatores relativos à aplicação do concreto", afirma Meyer. É política da MPD fazer o planejamento de execução da obra com estudos de viabilidade dos diferentes tipos de concreto. "Esse é um trabalho comparativo que, além do preço, considera equipamentos, mão-de-obra, energia, fôrma, escoramento etc.", diz.

Para o engenheiro Bernardo Fonseca Tutikian, do Norie/UFRGS (Núcleo Orientado para a Inovação na Edificação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul), de fato, é preciso analisar cada caso. Isso porque as comparações de custos dependem muito dos materiais utilizados. No entanto, ele aponta que à medida que se aumenta o fck do concreto, diminui a diferença de custos entre as duas opções. "Estudei concretos auto-adensáveis que foram muito mais caros e outros de custo muito próximo ou até inferior que o concreto convencional. Mas se diz que, usualmente, o concreto auto-adensável apresenta um custo entre 7 e 10% superior que o convencional, para um fck de 20 MPa, e após computar todos os benefícios econômicos proporcionados pelo CAA, o custo total da aplicação do concreto se torna cerca de 5% inferior", diz.

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Em um trabalho desenvolvido recentemente para a Comunidade da Construção de Porto Alegre pelo Norie/UFRGS foi realizada a comparação de custo total entre um concreto convencional e duas opções de concreto auto-adensável, uma utilizando areia fina e outra, cinza volante. Na primeira opção, com os materiais disponíveis, o concreto auto-adensável apresentou um custo cerca de 15% superior para um fck de 30 MPa; para a segunda opção, o custo foi cerca de 8% superior. Quando foi considerada a redução do custo de mão-de-obra, consumo de energia elétrica e equipamentos, o custo total do concreto auto-adensável com cinza volante foi 3% inferior que o convencional.

 Controle e ensaios
O concreto auto-adensável exige um cuidadoso controle de todos os seus processos. Construtoras e concreteiras devem estar atentas a uma série de procedimentos para garantir a qualidade e desempenho do material. Nesse sentido, fornecedores têm disponibilizado serviços de assessoria técnica.         "As concreteiras, de uma maneira geral, estão se especializando em prestação de serviços e se preocupam com o resultado do produto final", afirma Milton Meyer. Nas obras, os técnicos de controle de qualidade da MPD são os responsáveis pela rastreabilidade do concreto. "Todos os passos, desde a hora em que está saindo da usina até a hora que chega na obra, são monitorados", diz Meyer.

Cuidados no recebimento para evitar a variabilidade entre lotes e precauções no armazenamento são essenciais para garantir a qualidade final dos materiais. Os aditivos, por exemplo, são sensíveis a temperaturas superiores a 30ºC e umidade relativa do ar inferior a 50%. Para minimizar esses efeitos, são recomendadas medidas como a utilização de gelo na água de amassamento do concreto, o resfriamento dos agregados e a concretagem noturna.

A dosagem é outro aspecto importante. Em 2004, Bernardo Fonseca Tutikian apresentou dissertação de mestrado sobre o tema "Método para dosagem de concretos auto-adensáveis". "Na época, essa era a grande lacuna a respeito desse material, pois como não havia métodos nacionais, os profissionais eram obrigados a utilizar métodos de pesquisadores estrangeiros, o que gerava uma série de problemas, já que os materiais eram completamente diferentes, assim como as condições climáticas", diz.

Segundo Tutikian, era comum o proporcionamento de concreto auto-adensável com uma reduzida quantidade de agregado graúdo, que poderia aumentar a deformabilidade da estrutura causando sérias patologias com o tempo. O método proposto pelo engenheiro permite o proporcionamento de concreto auto-adensável a partir de materiais locais e mais econômicos.

Já o controle tecnológico do concreto auto-adensável no estado endurecido não difere do convencional. As diferenças estão nos ensaios no estado fresco. Os mais utilizados são Slump Flow Test, o L-Box, o U-Box e o V-Funnel. "Como o CAA deve possuir três características básicas, a resistência à segregação, fluidez e habilidade de passar por obstáculos deve ser realizada de dois a três ensaios quando da dosagem do concreto para se ter certeza de que ele tem condições de cumprir com os requisitos da estrutura que será concretada", afirma Tutikian.

Nas aplicações é necessária apenas a realização do ensaio para medir a fluidez do concreto, como o Slump Flow Test, pois no local só há possibilidade de correções na quantidade de aditivo e água, e por isso dificulta a incorporação de outros materiais. "Apenas quando a aplicação é diária, como, por exemplo, em indústrias de pré-moldados, pode-se realizar os outros ensaios ocasionalmente, mais para verificar se as características iniciais das matérias-primas, e conseqüentemente, do concreto final, estão sendo mantidas", completa Tutikian.

 Checklist
·  É responsabilidade da construtora o controle no recebimento para averiguar o atendimento aos critérios exigidos.
·  É responsabilidade da concreteira entregar o concreto trabalhável por um período adequado, com nível de auto-adensabilidade necessário à aplicação destinada, conforme deve ser prescrito no pedido.
·  No recebimento é  fundamental verificar o atendimento ao nível de auto-adensabilidade requerido, por meio de ensaios como Slump Flow para medida da fluidez; J-Ring que mede a habilidade do concreto passar por espaços restritos pelas armaduras e Column Technique para quantificação da segregação.
·  Entre os principais cuidados no transporte do concreto auto-adensável, dependendo da logística, existem duas situações: o concreto pode ser dosado com o aditivo hiperplastificante associado a um controlador de hidratação desde a usina; ou dosado inicialmente com aditivo plastificante no transporte e ao chegar à obra, onde eventualmente poderá haver um técnico da concreteira, acrescido de um hiperplastificante.

 Fonte: Ricardo Alencar, representante do Ibracon e consultor técnico da Sika, mestrando da Escola Politécnica da USP ("Desenvolvimento do Concreto Auto-Adensável na Indústria de Pré-Fabricados", orientação do prof. Paulo Helene). 

Mesa-redonda
Quais são os principais cuidados que o construtor deve observar em relação ao concreto auto-adensável, da escolha ao momento em que os materiais chegam à obra?


Arcindo Agustin Vaquero y Mayor - Os cuidados são os mesmos em relação aos concretos comuns: as balanças têm que estar calibradas, deve-se conhecer os materiais, a forma como se trabalha o cimento com os aditivos que serão utilizados, o motorista tem que estar treinado. O que tem de diferente em concreto auto-adensável é que esses aditivos são colocados na obra. Nesse tipo de operação, algumas vezes vai um suporte laboratorial junto. O problema é que os aditivos atuais que estão disponíveis no Brasil perdem o efeito em 40 ou 50 minutos, dependendo da temperatura, do balanceamento entre cimento e aditivos. De uma maneira geral, todas as nossas betoneiras não misturam bem. O problema é  que saímos com uma trabalhabilidade muito baixa da central para poder adicionar o aditivo que aumenta muito a trabalhabilidade, então é preciso tomar cuidado para que a betoneira tenha as facas ainda melhores, um sistema de eficiência melhor de mistura do concreto.

Renata D'Agostino De Marchi - O construtor deve estar atento ao que acontece antes da entrega e da mistura do concreto. A seleção dos materiais deve ser previamente feita. Além disso, o concreto auto-adensável precisa de no mínimo três tipos de controle na obra e de uma equipe para controlar. Não é só slump ou espalhamento; não é possível medir todas as propriedades só no visual, subjetivo e com uma única medida. Precisamos ter outros dois tipos de controle, com uma caixa-L e um funil-V, para que se consiga controlar esse aspecto reológico do concreto no estado fresco.

Ricardo Alencar - O controle do concreto auto-adensável não é o mesmo do convencional. Particularmente na industria de pré-fabricado, a maior preocupação é com o controle de umidade dos agregados, porque uma variação muito pequena dessa umidade é a diferença entre fazer o concreto segregar ou não. Além disso, o concreto auto-adensável não pode ser caracterizado simplesmente pelo ensaio do flow. É preciso deixar claro quais são as características requeridas. Não é só fluidez, é habilidade passante por entre as armaduras e coesão. Por isso ele não pode ser caracterizado por apenas um ensaio.

Carlos Eduardo Santana Melo - Quando se vai usar um concreto especial numa obra, seja auto-adensável ou de alto desempenho, devem ser feitas várias reuniões antes, definindo as responsabilidades. Essas conversas antes às vezes não existem, algumas construtoras pedem o concreto auto-adensável na véspera.

Quais fatores ainda tornam o concreto auto-adensável pouco utilizado no mercado?

Alencar
 - O que é  caro no Brasil hoje é o material, não a mão-de-obra. Por isso que no exterior é  muito mais viável a aplicação de concreto auto-adensável; em alguns casos ele deixa até de ser um concreto especial e já é um concreto comum. Não estou dizendo que o concreto auto-adensável é para todas as aplicações, mas existem casos em que se usam quase 100% de CAA em pré-moldados. Acredito que o concreto auto-adensável pode ser viável no Brasil pela redução do número de mão-de-obra, pela maior durabilidade das fôrmas, porque sofrem um desgaste menor, e economia de energia elétrica.

Vaquero y Mayor - Infelizmente o que tenho visto internacionalmente é que o concreto auto-adensável nunca será uma commodity. Em nenhum lugar do mundo é utilizado em 100% ou 80% das obras. É um nicho muito específico, onde se têm aplicações muito características. Concretos especiais não encontram um passivo de 10% no mercado. No entanto, é possível no Brasil ter experiências bem-sucedidas, economicamente viáveis. Já existem casos no País de prédios inteiros construídos com concreto auto-adensável.


Renata -  É um sistema construtivo diferente. A partir do momento em que tivermos informações e o mesmo nível tecnológico, ele acabará se tornando muito mais comum. Não colocamos a palavra especial para diferenciar o custo, é porque exige uma série de cuidados. Em países desenvolvidos existe a disponibilidade econômica. As empresas brasileiras estão capacitadas, têm tecnologia, fazem pesquisas. O que acontece é que como a mão-de-obra é muito barata no nosso país, a preferência pelo sistema construtivo convencional ultrapassa a necessidade de um sistema construtivo que utilize concreto auto-adensável.

Emerson Cremm Busnello - Acho que o aumento da participação do concreto auto-adensável começa pela informação do que é o material e de como aplicá-lo. A outra questão é a comparação entre sistemas construtivos, não entre materiais: concreto auto-adensável e convencional. A partir do momento em que o mercado começa a ter mais informações sobre o concreto auto-adensável, começa a se viabilizar uma série de coisas, até as matérias-primas que o compõem, como os aditivos, policarboxilatos.

Considerando que as obras devem ter algumas condições determinadas para receber o concreto auto-adensável, até que ponto a concreteira se envolve na obra?

Renata
 - O concreto auto-adensável é um sistema, a obra tem que estar preparada para recebê-lo. Temos engenheiros que prestam um serviço de assessoria técnica. Mas não nos cabe fazer uma verificação de fôrmas, por exemplo. No entanto, se estamos dentro do processo, faz parte desse serviço detectarmos qualquer irregularidade na obra e passar para o engenheiro responsável. Temos um centro tecnológico que faz essa parte de desenvolvimento, com uma equipe de engenheiros especializados que podem ajudar. Estamos sempre em contato com pesquisadores, professores, e sempre desenvolvemos pesquisas em parceria para viabilizar o material.

Busnello - Na questão da prestação de serviços, a orientação técnica sempre cabe, desde a especificação à preparação de uma concretagem. Mas é sempre no aspecto da orientação, não de responsabilidade.

Vaquero y Mayor - Nem sempre as concreteiras conseguem identificar todas as obras que estão sendo atendidas. Mas, quando se consegue um envolvimento maior, participamos de uma reunião de início de obra e fazemos um checklist. A primeira atividade importante para se fazer em relação ao concreto auto-adensável é escolher muito bem a concreteira. O concreto auto-adensável tem uma tecnologia embarcada muito grande. Algumas empresas têm essa tecnologia e quando estão envolvidos na obra conseguem identificar problemas porque são altamente especializados. Inclusive, o concreto auto-adensável não avança muito no mercado porque nem sempre a pessoa que está  na obra identifica um problema que pode ser resolvido por uma concreteira.

Quais procedimentos e fatores nas usinas e fábricas podem determinar as diferenças na qualidade do concreto auto-adensável?

Busnello
 - A questão da mistura. Como o auto-adensável é um concreto mais argamassado e com mais finos na mistura no mercado brasileiro, em caminhão betoneira não temos uma mistura tão eficiente quanto nas centrais misturadoras. Então é preciso lançar mão de ter um slump inicial mínimo na central do concreto para garantir uma mistura inicial durante o processo de carregamento. O concreto já sai pré-homogeneizado. Queremos um concreto de alta reologia, mas a base de aditivos não dá essa característica, só que se for reduzida a água desse concreto, o que pode prejudicar a mistura e homogeneidade. Acho que esse é um cuidado adicional na produção em relação aos demais.

É possível que o concreto já chegue auto-adensável na obra?

Melo
 - Já existe esse tipo de aditivo; em alguns casos dá certo. Não necessariamente a central tem que se partir de um slump 0 ou slump 3 para controlar o recebimento do concreto na obra. Hoje a indústria de aditivos tem condições de fornecer aditivos para se dosar todo o concreto na central e ele chegar na obra auto-adensável. Há  essas condições e já foram feitos alguns trabalhos pela Bauer junto com empresas de aditivos, com bons resultados, Usa-se estabilizadores de hidratação, mas quando se começa a mexer com a reologia do concreto, a possibilidade de ocorrer erro dentro do processo é muito grande.

Renata - Tem um outro fator que impede isso. Concretos muito fluidos em cidades que têm subidas e descidas é absolutamente inviável. Teríamos que colocar uma quantidade mínima de concreto para ter a melhor mistura e o máximo para que não caia, então é uma relação muito difícil de se conseguir. Teríamos que usar uma capacidade menor da betoneira e isso encareceria. Para mandar a mesma quantidade de concreto seria preciso muito mais caminhões.

Quais são as principais aplicabilidades do concreto auto-adensável?

Renata
 - Estruturas esbeltas e densamente armadas são as principiais. Mas dá para ter uma série de aplicações.

Melo - O concreto auto-adensável pode ser utilizado em locais onde se reforçam os blocos de fundação. Nesse aspecto, nem sempre a opção é da construtora para redução de custos, mas sim uma barreira técnica. Isso porque quanto mais esbelta está uma estrutura, mais densa está  sua armação. Se o concreto convencional for aplicado, não se consegue preencher a armação. É quase mandatório utilizar CAA.

A aplicação do concreto auto-adensável é mais vantajosa em lajes ou em vigas e pilares?

Vaquero y Mayor
 - As vantagens são diferentes. Quando se está construindo o pilar, a probabilidade de se ter alguma descontinuidade é muito grande, principalmente em pilares muito altos. Quando se está utilizando o concreto auto-adensável, esta probabilidade diminui; custa muito caro reparar uma estrutura. E isso é  uma vantagem muito importante. No caso da laje, a aplicação do concreto é muito rápida e diminui o número de trabalhadores.


ENTREVISTA - Ary fonseca jr.
Propriedades na balança



Quais são as principais vantagens do concreto auto-adensável?
O concreto auto-adensável não precisa ser adensado por meio mecânico, ou seja, não são utilizados vibradores, necessários no concreto convencional. Com isso, há ganho na diminuição da mão-de-obra necessária no lançamento e adensamento do concreto e maior rapidez na liberação do caminhão betoneira. Com a ausência de vibradores, há diminuição de ruído e menos desgaste nas fôrmas. Por tudo isso, o importante no momento de decidir pelo concreto auto-adensável seria realizar uma análise sistêmica de todo o processo (mão-de-obra, armadura, cimbramento e fôrma) e não apenas comparar o preço dos dois tipos de concreto. A utilização do concreto auto-adensável elimina a probabilidade de aparecimento das famosas "bicheiras", o que certamente eliminará a necessidade de intervenções por esta patologia, garantindo a durabilidade da estrutura de concreto.

O que as construtoras devem observar em relação ao controle de qualidade do concreto auto-adensável, desde a escolha do fornecedor até o momento da aplicação do concreto?
O auto-adensamento é conferido por características muito específicas que são atingidas por meio de uma formulação adequada do concreto. Ou seja, além de verificar o espalhamento do concreto, ensaio semelhante ao abatimento no concreto convencional, deve-se ficar atento à  coesão da mistura. O princípio do auto-adensável é que ele deve fluir sem segregar. Em relação ao concreto convencional, a principal mudança quanto ao controle está no modo de avaliar o concreto ainda no estado fresco. No lugar do ensaio de abatimento por tronco de cone utiliza-se uma variação desse ensaio, mantendo-se o tronco de cone e utilizando-se uma placa de espalhamento. Assim não é medido o quanto o concreto adensou (altura do cone) e sim o quanto ele se espalhou na placa. É bastante simples; porém, além do resultado do espalhamento, é preciso ficar atento à formação desse espalhamento. As bordas do concreto devem ser arredondadas e todo agregado graúdo deve estar envolto pela argamassa; não pode haver água ao redor do concreto, um indicativo que está havendo segregação. Se o consumo de cimento for elevado, uma boa medida é  avaliar a temperatura de recebimento do concreto, principalmente no caso de estruturas com grande volume. Vale ressaltar que é importante escolher uma concreteira que conheça o processo e a Abesc pode orientar nesse sentido

Quais cuidados devem ser observados no preparo do concreto auto-adensável, principalmente em relação aos aditivos?
Para obter um efeito desejável do auto-adensamento é  necessário utilizar na formulação aditivos plastificantes, que reduzem a água de amassamento ao mesmo tempo em que melhoram a fluidez do cimento. O cuidado principal está em estudar a compatibilidade entre o aditivo e o cimento, visto que existe uma interação química entre esses dois materiais. Deve-se avaliar o efeito da temperatura ambiente e a distância entre o local de preparo e seu lançamento. Esses dois fatores podem afetar o tempo de ação do aditivo, prejudicando a fluidez do concreto.

Ary Fonseca Jr. é gerente de desenvolvimento do Mercado de Edificações da ABCP e coordenador nacional da Comunidade da Construção
 
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