Bambucreto – concreto reforçado com bambu

Segundo GEYMAYER e COX (l970), a idéia de se usar bambu como reforço para o concreto remonta a anos anteriores a 1940. Desde então as pesquisas mostravam a viabilidade do uso do bambu para tal finalidade, identificando, também, problemas relacionados com a aderência, variações volumétricas e possível degradação. O bambucreto – concreto reforçado com bambu – foi usado durante a II Guerra Mundial pelas Forças Armadas dos Estados Unidos e do Japão em construções militares nas ilhas isoladas do Pacífico.

BARMAK (1938) publicou um artigo sobre o emprego do bambu em construções de concreto, concluindo, já em sua época, que a resistência à compressão do bambu, mesmo considerada a seção plena, é maior do que a do concreto comum, e que, para maiores espessuras de paredes e menor diâmetro externo do bambu, a resistência por unidade de área crescerá. Do exposto, concluiu o autor que um elemento construtivo de bambucreto resiste melhor do que um

elemento de seção idêntica em concreto simples e que, por ser o módulo de elasticidade do bambu semelhante ao do concreto, e possuindo o bambu uma resistência, tanto à tração como à compressão, superior à do concreto, pode-se empregá-lo com vantagem nas zonas de tração e de compressão em vigas de concreto armado com aço obtendo-se assim, vigas com menor peso próprio e maior capacidade de resistência. Se utilizado em substituição à armadura de aço na zona de tração, a seção do bambu deve ser no mínimo doze vezes a seção do aço necessária, em virtude do pequeno módulo de elasticidade à tração do bambu.

Pesquisas de laboratório desenvolvidas há mais de 60 anos por SONDY (1940), mostraram que as resistências à compressão e à tração do bambu são superiores às do concreto comum, apontando o bambucreto como a melhor solução para a utilização estrutural do bambu, até mesmo porque a aderência do concreto ao bambu (taliscas sem nós) alcançou valores de aproximadamente 3,5 kgf/cm2, valores superados de muito quando as taliscas eram utilizadas com os nós.

Embora o bambu apresente resistência à tração relativamente elevada, da ordem de 3.800 kgf/cm2, GEYMAYER e COX (1970) afirmaram que, devido ao baixo valor do seu módulo de elasticidade (menos que 1/10 do aço convencional), as peças de bambucreto sofrem grandes deformações e fissurações quando carregadas além do limite. Para estes autores, o principal problema relacionado ao reforço do concreto com bambu são as mudanças volumétricas devido às variações do teor de umidade, baixa aderência e, possivelmente, desgaste. Se projetado e construído com certos cuidados especiais, o bambucreto pode desenvolver uma capacidade de carga à flexão duas a quatro vezes maior do que a de uma peça de concreto não reforçada com bambu, de dimensões equivalentes.

Discorrendo sobre o uso do bambu como reforço do concreto, BERALDO (1987) relatou que os colmos de bambu apresentam variações dimensionais da ordem de 5% (diametral) e 0,05% (axial) com a variação do teor de umidade, o que provoca fissuras no concreto de recobrimento, agravadas, ainda, quando a peça é submetida a grandes variações de temperatura. Para contornar esse problema, o autor recomendou a pré-saturação parcial do bambu ou mesmo sua impermeabilização com betume seguida de “jateamento” com areia.

GHAVAMI e HOMBECK (1981) testaram 15 produtos impermeabilizantes, visando a redução da absorção de água pelo bambu. Entre estes, a cera e o epóxi foram os que apresentaram

melhores resultados, porém não sendo considerados apropriados, devido ao alto custo e baixa resistência de aderência.

Posteriormente, TARGA e BALLARIN (1990), discorrendo sobre a utilização do bambu como armação do concreto, afirmaram que a baixa aderência entre o bambu e o concreto e o baixo módulo de elasticidade do bambu, são dois fatores que restringem sua utilização para tal fim. Uma vez que o módulo de elasticidade do bambu varia de 1,5.104 MPa (na flexão e compressão) a 2.104 MPa (na tração), valores próximos aos do concreto de traço 1:2:4, concluíram os autores que o bambu, como armação do concreto, em nada contribui para reduzir a deflexão, na fase elástica, uma vez que seu módulo de elasticidade é cerca de 10% do módulo do aço, significando, também, que o bambu não contribui para o acréscimo da rigidez da seção do concreto. Conseqüentemente, para compensar essa deficiência, TARGA e BALLARIN (1990) sugeriram a adoção de uma relação altura/vão muito maior, de forma a se obter um maior momento de inércia para a seção.

GHAVAMI (1992) relatou a realização de ensaios experimentais de lajes de concreto reforçadas com bambu, em substituição ao aço, armadas com fôrma permanente deste mesmo material; as deflexões e deformações foram medidas, respectivamente, com "dial gages" e "strain gages". Ao final, o autor concluiu pela viabilidade do emprego do bambu como elemento de reforço para vigas e lajes de concreto e em estruturas espaciais, tendo em vista os bons resultados alcançados. O autor chamou a atenção, no entanto, para a necessidade de investigações futuras com o objetivo de se determinarem os aspectos importantes referentes ao emprego do bambu como reforço em estruturas de concreto e estruturas espaciais; neste particular, o estudo das ligações dos elementos estruturais é de primordial importância.

LIMA JÚNIOR et al. (l995, l996 b) estudaram o comportamento em serviço de lajes de concreto em fôrma permanente de bambu, confeccionadas com colmos retos de bambu secionados longitudinalmente ao meio e postos um ao lado do outro, sendo os colmos amarrados com arame recozido em tiras transversais de bambu de 2 cm de largura, que, além de prendê-los, funcionavam como armadura de distribuição. Considerando que os diafragmas nos nós do bambu, devido à sua grande resistência ao cisalhamento, podiam ser considerados conectores, tais como os utilizados nas estruturas mistas de aço-concreto, e por isso mesmo garantindo a solidariedade do conjunto bambu-concreto, após vencida a aderência entre os dois materiais, os autores confeccionaram lajes com 2,72 e 3,0 m de comprimento, com larguras de 0,63 e 0,69 m,

utilizando dois tipos de concreto, o convencional de agregado granítico e o concreto de agregado laterítico, e até três espécies de bambu. Os colmos foram previamente tratados com produtos impermeabilizantes (asfalto em pintura superficial, impregnado com areia grossa) e as lajes devidamente instrumentadas com defletômetros de sensibilidade 0,01 mm e extensômetros elétricos. Depois de um período de cura de sete dias, as lajes foram submetidas a ensaios de carregamento rápido e ensaios de longa duração. Os resultados obtidos mostraram que, com uma espessura total de 12 cm e vão de 3,0 m, uma sobrecarga de 2 kN/m2 produziu flechas mais de três vezes inferiores ao limite de L/500; a flecha de L/500 somente foi atingida com sobrecargas de 3 a 5,5 vezes maiores que aquela de 2 kN/m2, a maior usada em edifícios residenciais. De acordo com os autores, as lajes em fôrma permanente de bambu são facilmente executáveis, sendo o bambu da espécie D. giganteus o mais adequado para tal fim, dentre os estudados, por apresentar colmos relativamente retos.

Com referência à capacidade de carga de uma peça de concreto armada com bambu, GLENN (1950) afirmou que ela é cerca de 4 a 5 vezes maior que a de uma peça não armada, para uma porcentagem ótima de armação correspondente a 3 a 4% da seção da peça.

Taliscas (lascas) de bambu da espécie B. tuldoides foram obtidas por ARGOLLO FERRÃO e FREIRE (1995) a partir de colmos cujas pontas foram desprezadas, aproveitando-se as regiões do meio e da base. Depois de submetidas a um pré-tratamento em água fervente, durante 30 minutos, as taliscas receberam diferentes tratamentos (imersão em piche quente e salpicadura com areia média; cravejamento de grampos de cerca; fretagem com arame farpado esticado e pregado; ranhuras executadas com 2,5 cm de passo) visando aumentar a aderência entre o bambu e o concreto. Posteriormente, foram as mesmas encravadas no concreto ainda fresco, à profundidades de ancoragem de 10, 20 e 30 cm, e deixadas em repouso por 48 horas, durante o endurecimento do concreto. Após a desmoldagem, os corpos-de-prova foram curados durante 28 dias, em imersão completa, sendo então submetidos a ensaios de arrancamento (pull-

out test). A força de tração (força de arrancamento) aplicada sobre a talisca de bambu encravada

no concreto, foi proporcionada através de uma adaptação feita nos encaixes de uma máquina hidráulica de tração, dotada de manômetro, devidamente adaptada para o ensaio de arrancamento. Os resultados mostraram que taliscas de bambu, engastadas a 20 e 30 cm de profundidade, desenvolveram maior aderência do que aquelas engastadas a 10 cm, embora sem diferirem significativamente entre si, independente do tratamento aplicado. Da mesma forma, se

considerada a relação entre força de arrancamento e área superficial das taliscas de bambu encravadas, não se constataram diferenças significativas entre os tratamentos do ponto de vista do aumento de aderência, independente do tratamento aplicado ou da profundidade de ancoragem considerada.

Colmos de bambu da espécie D. giganteus foram pré-tratados com materiais impermeabilizantes (asfalto e Negrolin) e encravadas em blocos de concreto fresco, a uma determinada profundidade, de modo a se obter corpos-de-prova destinados a ensaios de empuxamento (push-out), tal como descrito por LIMA JÚNIOR et al. (1996a). Este ensaio, ao contrário do arrancamento (pull-out), aplica uma de compressão no colmo de bambu até que ocorra um deslocamento de 4 mm da extremidade livre do colmo, em relação ao concreto, correspondendo o deslocamento de 0,1 mm à tensão de aderência que permitirá obter a resistência de aderência. O valor da tensão de atrito obtido por este método é maior do que o real, pois, segundo os autores, ao ser comprimido, o bambu sofrerá expansão lateral que provocará conseqüente aumento da força de atrito. Ao final, os autores concluíram que os bambus tratados com os materiais impermeabilizantes estudados mobilizaram pequenas tensões de aderência, sendo os colmos de bambu, com nó e sem qualquer tratamento, os que apresentaram maior resistência ao deslizamento.

Com o objetivo de verificar a aderência entre o bambu e o concreto, SALGADO (2000) comparou diversos tratamentos empregados em taliscas de bambu encravadas em concreto, por meio de ensaios de arrancamento. Foram utilizadas taliscas sem tratamento, taliscas com alcatrão e areia, taliscas envolvidas em arame farpado, taliscas com grampos de cerca e também com ranhuras na casca, todos estes métodos considerados baratos e fáceis de aplicar. O autor concluiu que o tratamento que apresentou maior resistência à aderência, em relação às forças de arrancamento aplicadas, foi o do alcatrão com areia, seguido de grampo de cerca e de arame farpado.