Faculdade de Engenharia - Licenciatura em Engenharia Civil
AULA 20
Materiais de Construção I
Capítulo Aula 20
IV – Fabrico do Betão Introdução;
Amassadura do betão:
— Betoneiras;
— Ordem de introdução de componentes;
— Duração da amassadura.
Fabricação industrial do betão.
Transporte e colocação do betão em obra:
— O transporte:
1) Transporte em camiões-betoneira; 2) Transporte por bombagem.
— Colocação do betão em obra.
1.1Introdução
A fabricação ou confecção do betão traduz-se fundamentalmente na amassadura ao misturarem-se materiais constituintes seleccionados, doseados e medidos nas proporções mais convenientes.
A amassadura tende a revestir a superfície de todas as partículas dos inertes com pasta de cimento e levar todos os componentes do betão a formar um conjunto homogéneo e uniforme que não venha a ser perturbado pela subsequente descarga do betão amassado.
As amassaduras podem ser manuais ou mecânicas, sendo que as efectuadas por processos mecânicos, mais corrente, tem efectivo interesse em obras com significado e qualidade, sendo normalmente realizadas através de betoneiras.
— Betoneiras
Estas podem ser classificadas consoante a posição do seu eixo de rotação em:
1) Betoneiras de Eixo Vertical (mistura forçada) – são os aparelhos mais eficazes, fornecendo material muito homogéneo, e permitindo a sua observação durante o processo de amassadura, e consequentemente, a eventual correcção de água, se necessário. Possuem um sistema de raspagem das paredes do tambor, permitindo auto-limpeza.
2) Betoneiras de Eixo Horizontal ou de Eixo Inclinável – apresentam maior mobilidade em obra e são de utilização muito prática, mas como não têm sistema próprio de limpeza das superfícies internas do tambor, exigem uma limpeza no final do dia, para retirar a argamassa que fica aderente às paredes.
— Ordem de introdução de componentes
Salienta-se que não existem regras únicas para definir a ordem ideal de introdução dos materiais na betoneira, já que ela depende quer da natureza do betão, quer do próprio tipo de betoneira.
Em geral aceita-se que se introduza primeiro uma parte de água, depois os sólidos (começando pelos inertes grossos) e por fim o resto da água.
O cimento nunca deve ser lançado em primeiro lugar, pois se a betoneira estiver seca, perde-se grande parte dele, e se estiver húmida, ficará muito cimento agarrado às paredes.
Na prática corrente das betoneiras inclináveis utilizadas em obra, a introdução dos agregados pode fazer-se do seguinte modo:
1º) Introduzir uma parte de inerte grosso e uma parte de água e rodar o tambor algumas voltas;
2º) Introduzir de seguida a areia, o cimento e o resto da água, girando novamente a betoneira;
3º) Colocar o resto do inerte grosso e misturar, rodando todos os materiais.
Nas cubas de betoneiras misturadoras, o enchimento faz-se dispondo os componentes em camadas horizontais, pela seguinte ordem: parte de inerte grosso, areia, cimento, inerte médio e outra camada de inerte grosso. A água é adicionada directamente ao tambor, parte no início da rotação e restante após quarto de tempo da amassadura.
— Duração da amassadura
A amassadura não deve ser nem demasiado longa (pois pode provocar a segregação dos agregados mais grossos ou a sua fractura) nem muito curta (pois não será possível obter a homogeneidade necessária).
O tempo de mistura varia entre 30 a 120 segundos, consoante o tipo de betoneira (as de eixo vertical são mais eficazes e precisam de menos tempo). O tempo da amassadura ou o número de rotações cresce com o aumento do diâmetro D do tambor em D1/2.
A velocidade de rotação do tambor das betoneiras oscila geralmente entre 15 e 20 rotações por minuto.
O tempo de amassadura ou o número de rotações é contado a partir do instante em que todos os elementos sólidos forem colocados no tambor da betoneira e, como é óbvio, a duração da descarga do betão não deve ser considerada.
— Cuidados a ter em conta na utilização das betoneiras
A título de indicações técnicas sobre o modo mais correcto de utilização das betoneiras, listam-se alguns cuidados importantes a ter em conta:
1) A mistura deve ser efectuada até que todo o betão tenha uma consistência e cor uniformes.
2) A betoneira não deve ser carregada além da sua capacidade.
3) A instalação da betoneira deve ser feita de modo que o seu eixo de rotação fique na posição correcta (vertical ou horizontal).
4) A betoneira deve ser descarregada toda num depósito e não em pequenas porções para minimizar o ninho de pedras devido ao excesso de inertes grossos numa parte da amassadura.
5) É necessário que a betoneira rode com a velocidade indicada pelo fabricante, a qual será verificada com certa frequência.
6) Para evitar que alguma argamassa da primeira amassadura fique aderente à superfície convém fazer previamente uma amassadura apenas de argamassa. 7) É necessário proceder a limpeza regular da betoneira no fim de cada dia de
trabalho para impedir que o betão aderente às paredes endureça.
8) Deve-se ter em conta a reparação ou substituição de peças desgastadas.
Sem dúvida que, a par daquilo que se referiu anteriormente, o papel do operador da betoneira é muito importante, dado que pode ser determinante nas características finais do material.
De facto, a selecção e formação profissional destes agentes não pode ser esquecida neste sector, nomeadamente nas centrais industriais, cujo o volume e diversidade de produção, englobando diferentes composições e matérias-primas, impõem ainda maiores cuidados.
1.2 Transporte e colocação do betão em obra
Consideradas que foram as etapas da composição e amassadura ou fabrico do betão, cabe-nos agora ver as fases subsequentes que conduzem à aplicação e utilização em obra deste material.
Este conjunto de fases do ciclo de produção e aplicação do betão será aquele em que a aleatoriedade de procedimentos por parte dos seus responsáveis implica cada vez mais a necessidade de um maior controle e normalização processual, já que tem originado muitos insucessos em obra.
O sistema de transporte do betão, desde que é descarregado da betoneira até ao local da sua colocação, depende do tipo da obra e impõe muitas vezes a trabalhabilidade com que deve ser utilizado.
Se estiver bem estudado (granulometria e dosagem), suporta as condições normais de transporte sem segregação, que é o fenómeno de separação entre os inertes grossos ou mais pesados e a argamassa ou mesmo a perda desta.
Se o betão se desagregar durante o transporte (por causa da trepidação), há que rever a granulometria e ver se há água a mais. A segregação deve no entanto, procurar ser impedida em vez de ser corrigida!
Ao realizar a transferência de um meio de transporte para outro é conveniente utilizar tremonhas, e quedas curtas através de um tubo para o centro do continente receptor.
O tipo de transporte a escolher depende essencialmente de:
Volume de betão a aplicar;
Distância a percorrer entre a central de fabrico e o local de aplicação; Condições de acesso ao local;
Rendimento previsto;
Dimensões das peças e seu posicionamento;
Condicionalismos dos moldes e tipos de armaduras.
Os sistemas de transporte mais importantes e correntes são os seguintes:
Carros de mão;
Baldes de diferentes volumes; Calhas e caleiras;
Carros basculantes ou “Dumpers”; Tapetes rolantes;
Camiões betoneiras e agitadoras (auto-betoneiras); Tubos de queda livre;
Bombas contínuas ou pneumáticas.
Duma maneira geral existe um lote básico de cuidados a ter:
4) Evitar vibrações durante o transporte (especialmente em casos de transporte descontínuo);
5) As faces do equipamento de transporte onde o betão encosta devem ser impermeáveis, ser lavadas sempre após a sua utilização, e de preferência serem pintadas com caldas de cimento ou então humedecidas;
6) As caleiras ou calhas devem ser arredondadas e com inclinações menores que 1:2.
No entanto, duas metodologias específicas dominam hoje a indústria da Construção Civil: o betão Pronto transportado em auto-betoneiras e o transportado por bombagem.
— Transporte em camiões-betoneira
É a solução mais prática para fornecimento de betão a obras com algum significado em termo de volume da betonagem e da qualidade do betão requerido.
O betão distribuído a partir de Centrais, e pronto a ser aplicado, pode ser amassado por qualquer dos três modos a seguir indicados:
1º) Completamente amassado na Central: por uma betoneira misturadora, donde passa para um camião transportador que mantém o betão em agitação mediante um tambor rotativo provido de pás, a fim de evitar a segregação (função agitador).
2º) Completamente amassado na Camião: a amassadura é feita no percurso para o estaleiro da obra ou à chegada a este, mediante 70 a 100 rotações de tambor a uma velocidade de amassadura específica, que é obviamente superior a velocidade de rotação do trabalho de agitação (função misturadora).
3º) Começo da amassadura na Central: que termina no camião betoneira munido de tambor rotativo; neste caso a amassadura deve ser completada por um número suficiente de rotações do tambor, girando com uma velocidade pré-indicada para tal efeito, e não com a velocidade de agitação.
Depois de dado o número de rotações na velocidade de amassadura, e se o betão tiver de permanecer no camião, então deverá voltar-se à velocidade de agitação.
A principal preocupação a ponderar nesta opção de transporte é evitar a possível perda de trabalhabilidade entre o início da amassadura e o momento da colocação, o que deve ser conseguido por meios que não alterem o factor A/C, e que evitem o início prematuro do endurecimento.
Isto é conseguido através de composições cuidadosamente doseadas e incorporação de adjuvantes específicos e que não prejudiquem os níveis de resistência, permitindo a conservação da consistência e propriedades do betão, por vezes durante viagens superiores a 2 horas.
De qualquer modo, no momento da descarga deverá ser controlada a trabalhabilidade por meio do Cone de Abrams.
— Transporte por bombagem
Representa nos dias de hoje uma técnica corrente e eficaz, especialmente em áreas difíceis de alcançar como grandes alturas e congestionadas por tráfego, não obstante ser mais dispendioso que outros sistemas habituais.
Com este sistema de transporte e colocação do betão, que já permite atingir 300 metros na horizontal e cerca de 80 metros na vertical, utilizam-se normalmente diâmetros de tubagem com 15 cm, recorrendo-se a bombas e tubos flexíveis com braços articulados montados em camiões gruas, comandados à distância.
As condições fundamentais para o transporte do betão por bombagem baseiam-se no atrito entre o betão e as paredes internas da tubagem.
Relação entre o atrito e a dosagem de água na tubagem de bombagem
No caso de um inerte em contacto com as paredes do tubo, o coeficiente de atrito é considerável; à medida que se aumenta a dosagem de água o atrito também aumenta um pouco, o que se pode explicar pela formação de uma película de água superficial nos grãos sólidos, mas, a partir de uma certa dosagem de água – dosagem crítica – o coeficiente diminui bruscamente, até quase se anular, a partir do momento em que todos os vazios do agregado sólido estão cheios de água.
Portanto, a dosagem de água de um betão bombável é limitada, devendo ultrapassar no mínimo a dosagem crítica, pois um betão pouco molhado impõe grande atrito à canalização e, um excesso de água, sob pressão, tende a escapar-se do esqueleto e a tornar o betão menos molhado.
Há no entanto um conjunto de factores básicos que afectam um transporte por bombagem:
1) Factores inerentes a tipologia da obra e composição do betão:
o Definição das várias fases de bombagem.
o Definição do traçado da tubagem e do local da implantação da bomba. o Natureza dos inertes e sua granulometria.
o Dosagem de água e de cimento.
2) Factores externos:
o Tipo e estado do equipamento de bombagem. o Distância e altura de bombagem.
o Diâmetro do tubo e número de curvas. o Frequência e duração da interrupções.
— Colocação do betão em obra
Mesmo que o betão tenha sido correctamente dosificado, amassado e transportado, não se deve negligenciar o modo de colocação deste material, sendo uma das operações mais importantes durante o processo de execução de obras.
Todo o processo de colocação do betão deve evitar a segregação e a desagregação dos componentes, e lograr encher perfeitamente todos os espaços dos moldes, envolvendo convenientemente as armaduras.
Para garantir o cumprimento destes requisitos deverão observar-se os seguintes pontos:
1. Deve-se evitar um excesso de compactação da massa, para que o inerte grosso não se deposite no fundo do molde.
2. Deve-se evitar uma compactação deficiente de forma que não surjam vazios ou “chochos” na massa e na superfície das peças em contacto com o molde.
3. Deve-se efectuar a betonagem tanto quanto possível por uma só vez em camadas contínuas com altura máxima de 30 cm, para que a compactação subsequente possa ser eficaz e não haja segregação, nem desagregação.
4. Antes da betonagem, as cofragens e armaduras ou as superfícies de encontro as quais se vai betonar devem ser limpas.
5. As cofragens a utilizar devem ser suficientemente estanques para não permitirem fugas de calda de cimento.
6. Nas interrupções de betonagem, quando não é possível levar até ao fim de uma só vez, devem-se realizar juntas nas zonas menos esforçadas das peças (a maia altura), cuja superfície de contacto deverá ser rugosa, com inertes grossos à vista, para colar bem o betão a colocar posteriormente.
7. Não se betonar com temperaturas elevadas (>35 oC) ou demasiado baixas (<5 oC). 8. Não se deve esperar muito tempo entre betonagens sucessivas (prejudica a
