A execução da placa de concreto está intimamente ligada ao tipo de equipamento que será utilizado para o espalhamento do concreto. Todas as outras definições para a implantação dos canteiros de obra dependem desta especificação (PITTA, 1998, p. 26). DALIMIER e LUCO (1998, p. 135) citam que a utilização de equipamentos de alto rendimento (pavimentadoras de formas deslizantes e centrais de concreto de grande capacidade de produção) é um recurso com grandes
benefícios técnicos e econômicos que merecem especial atenção durante o processo de seleção de equipamentos. Dentro deste enfoque, as especificações técnicas do DNIT e as normas técnicas da ABNT definem separadamente cada processo executivo, e as devidas correlações com os tipos dos equipamentos. Materiais
Os materiais necessários para a execução das placas de concreto estão descritos a seguir. Tal descrição é feita tomando como referências principais as especificações técnicas e normas NBR-7583 (1986), DNIT 049/2004 – ES , DNIT 048/2004 - ES, DNIT 047/2004 - ES as considerações de PITTA (1998).
- Concreto
O pavimento de concreto é uma estrutura sujeita a ações mecânicas (relacionadas às cargas cíclicas) e ambientais (relacionadas às variações de temperatura e de umidade do ar) de alta severidade, portanto exige elevadas resistências à tração na flexão e à compressão simples do material. Também, tem proporção entre área e volume muito grande e características peculiares de concretagem. Estas condições exigem um concreto de baixa plasticidade mas com trabalhabilidade em função direta do tipo de equipamento a utilizar. Neste contexto, PITTA (1998, p. 10) recomenda que a dosagem do concreto para pavimentos seja sempre através de método experimental em laboratório, considerando os seguintes aspectos básicos a serem atendidos:
• alta resistência mecânica; • baixa relação água/cimento; • consumo mínimo de cimento;
• limitação da dimensão máxima do agregado; • consistência seca do concreto;
Para estas características, as normas recomendam que o concreto de pavimentação deverá atender aos seguintes requisitos:
• desempenho do concreto: atender as especificações de projeto quanto às resistências à tração na flexão e à compressão simples. A resistência à tração na flexão será determinada em corpos-de-prova prismáticos, de acordo com as normas NBR-5738 (1994) e NBR-12142 (1991). A resistência à compressão simples será determinada em corpos-de-prova cilíndricos, de acordo com as normas NBR-5738 (1994) e NBR-5739 (1994);
• consumo de cimento: mínimo de 320 kg/m3;
• relação água/cimento: deverá ser menor ou igual a 0,55;
• abatimento máximo: este deverá ser de acordo com a NM-67 (1996), mas estará sujeito à especificação do equipamento de execução da placa. Nos concretos com abatimento menor que 20mm a consistência deverá ser determinada pelo equipamento Consistômetro VeBe, devido à imprecisão do ensaio de abatimento do cone de Abrams para estes casos (DÍAZ, 1998, p. 85-90);
• dimensão de agregados: a dimensão máxima do agregado não deverá exceder o intervalo entre 1/4 a 1/5 da espessura da placa ou 50mm,
obedecendo ao menor valor. - Cimento Portland
Deverá atender as especificações já descritas no item 3.1.2 – Materiais para sub-base – cimento Portland.
- Agregados
Deverão atender as especificações já descritas no item 3.1.2 – Materiais para sub-base – agregados.
- Água
A água deverá atender as especificações já descritas no item 3.1.2 – Materiais para sub-base – água.
- Aditivos
Os aditivos são de uso opcional, mas no concreto para pavimento, o uso de plastificantes ou redutores de água e incorporadores de ar, geralmente fazem parte das especificações de projeto ou são requeridos pela obra devido às necessidades operacionais. As especificações técnicas DNIT 048/2004-ES citam que a dosagem deverá ser a recomendada pelos fabricantes dos aditivos, sendo função da temperatura ambiente e de outros fatores intervenientes tais como tipo do cimento e agregados. PITTA (1998, p. 20) apresenta uma série de vantagens no uso de aditivos, entre elas o aumento da resistência mecânica, melhora da trabalhabilidade, diminuição do tempo de pega, etc.
- Aço
Os aços utilizados para as barras de transferência e barras de ligação, deverão seguir as recomendações da NBR-7583 (1986) e as exigências da NBR- 7480 (1996), e terão as seguintes especificações:
• barras de transferência: aço liso e reto do tipo CA-25;
• barras de ligação: aço especial reto do tipo CA-50, admitindo-se o uso de CA-25 de acordo com as características de cálculo do projeto.
Excepcionalmente, quando solicitado em projeto, utilizam-se telas soldadas, as quais deverão atender a NBR-7481 (1990).
- Material para cura
Os materiais usuais para cura de concreto de pavimentos, de acordo com as especificações do DNIT 049/2004 – ES , DNIT 048/2004 - ES, DNIT 047/2004 - ES são os seguintes: água, tecido de juta, cânhamo ou algodão, lençol plástico, lençol
de papel betumado ou alcatroado e compostos químicos líquidos capazes de formar películas plásticas e, por último, material arenoso permanentemente umedecido. PITTA (1998, p. 80) recomenda que em situações críticas de insolação pode-se complementá-las com coberturas móveis de lona ou tecidos umedecidos.
Por exemplo no lote 5 da rodovia em questão, as condições climáticas apresentaram dois fatores como umidade relativa do ar e velocidade dos ventos que direcionavam a curvas no ábaco de medida da taxa de evaporação do concreto a índices de forte probabilidade de fissuração plástica, partindo-se desta forma para o uso da cura química complementada com a utilização de bidin molhado protegendo desta forma a agressividade desses fatores climáticos na superfície do pavimento de concreto.
Equipamentos
Esta seção trata sobre os equipamentos necessários para a execução das placas de concreto, de acordo com a norma NBR-7583 (1986), e as especificações DNIT 049/2004 – ES , DNIT 048/2004 - ES, DNIT 047/2004 - ES , primeiramente separando os equipamentos de produção de concreto(a), passando pelos equipamentos de transporte(b) e espalhamento(c) e concluindo com os equipamentos auxiliares(d).
A) Equipamentos para confecção de concreto
PITTA (1998, p. 39) cita que existe uma ampla faixa de equipamentos para produção de concreto, desde pequenas betoneiras manuais até centrais automatizadas, variando a produção de 5m³ por hora, para as betoneiras pequenas, até 80 m³ por hora ou mais, para as centrais automatizadas. A seleção destes equipamentos depende do equipamento de espalhamento, do tipo de obra e do seu cronograma. Existem três grupos principais de equipamentos para a confecção do concreto conforme segue:
• betoneiras manuais: são as misturadoras de concreto de 750 a 1000 litros. A faixa de utilização deste equipamento está para uma produção média de 4m3 a 6m3 de concreto por hora2;
• central dosadora: conforme mostra o exemplo da Figura 3.1, este tipo necessita de caminhões betoneiras para realizar a mistura do concreto, sendo alimentada com carregadeira de pneus. A faixa de utilização deste equipamento situa-se numa produção de 30m3 até 50m3 de concreto por
hora 3;
2 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Grupo Menegotti – Brasil
(www.menegotti.ind.br), CIBI – Companhia Industrial Brasileira Impianti – Brasil (www.cibi.com.br),
Atlantica Maq – Indústria e Comércio de Máquinas – Brasil (www.atlanmaq.com.br) , CSM – Componentes, Sistemas e Máquinas para Construção – Brasil (www.csm.ind.br) , Gutward do Brasil –
Brasil (www.gutward.com.br), Vibramaq – Brasil (www.vibramaq.com.br)
3 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Liebherr Mixing Technology – Alemanha/Brasil
- www.liebherr.com; Betonmac S. A. – Brasil/Argentina - www.betonmac.com; CIBI – Companhia
Industrial Brasileira Impianti – Brasil - www.cibi.com.br; Arcen – Arco Engenharia S. A. – Portugal -
www.arcen.pt; Johnson-Ross – EUA - www.johnson-ross.com; Schwing – Stetter – Alemanha/Brasil - www.stetter.com; Simplex – Equipamentos e Sistemas – Brasil - www.simplex.ind.br
FIGURA 3.1 – EXEMPLO DE CENTRAL DOSADORA DE CONCRETO FONTE: INDUMIX, (2000)
• central dosadora e misturadora: são as centrais dosadoras com misturador acoplado, exemplo na Figura 3.2, e que dispensam o uso de caminhões betoneiras. Geralmente são automatizadas e de alta produção. A faixa de utilização econômica deste equipamento está para produção acima de 50m3 de concreto por hora 4.
4 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Liebherr Mixing Technology – Alemanha/Brasil
- www.liebherr.com; Betonmac S. A. – Brasil/Argentina - www.betonmac.com; CIBI – Companhia
Industrial Brasileira Impianti – Brasil - www.cibi.com.br; Arcen – Arco Engenharia S. A. – Portugal -
www.arcen.pt; Johnson-Ross – EUA - www.johnson-ross.com; Schwing–Stetter – Alemanha/Brasil - www.stetter.com; Simplex Equipamentos e Sistemas – Brasil - www.simplex.ind.br
FIGURA 3.2 - CENTRAL DOSADORA E MISTURADORA DE CONCRETO FONTE: FRANCELINO, M.J.M Schwing Stteter M2. 2007. 1 foto digital B) Equipamentos para transporte do concreto
A NBR-7583 (1986) cita que o transporte do concreto deve ser realizado em caminhões do tipo dumpcrete, mas se o concreto tiver baixo abatimento (slump), poderá ser utilizado caminhões basculantes comuns. Para tanto, neste último caso, tem que se garantir que o concreto não sofrerá nenhum tipo de segregação (PITTA 1998, p. 45)5.
C) Equipamento para espalhamento, adensamento e acabamento do concreto
No processo de execução das placas de concreto, o tipo do equipamento de espalhamento utilizado define as características do concreto e dos equipamentos complementares. É o principal equipamento e, por isto, todo o planejamento
5 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Facchini S.A. – Brasil - www.facchini.com.br;
Fatritol Máquinas Agrícolas – Brasil -www.fatritol.com.br; CIBI – Companhia Industrial Brasileira Impianti – Brasil -www.cibi.com.br; Schwing–Stetter – Alemanha/Brasil - www.stetter.com; Liebherr Mixing Technology – Alemanha/Brasil - www.liebherr.com.
executivo deverá estar baseado nas suas peculiaridades, tais como, produção horária de concreto aplicado, largura de operação, capacitação requerida dos recursos humanos,caminhões, equipamentos complementares, e outros. O concreto deverá ter seu traço estudado para o equipamento escolhido, principalmente no aspecto trabalhabilidade, pois decorre disto a qualidade final do pavimento.
Segundo as especificações técnicas do DNIT, as normas da ABNT, e PITTA (1998), conforme descrito anteriormente, pode-se classificar os equipamentos de execução de pavimentos de concreto em três tipos diferentes, como descrito a seguir:
C.1 equipamento de pequeno porte: Os mais usuais no Brasil são as réguas e treliças vibratórias (vide exemplo Figura 3.3). Basicamente no processo de execução utiliza-se: a) formas de contenção lateral para o concreto, podendo ser metálica ou de madeira, ou ainda mista; b) vibradores de imersão, usualmente de diâmetro maior que 50mm; c) régua ou treliça vibratória, com motor a gasolina e de deslocamento manual; d) régua acabadora de madeira. De acordo com PITTA (1998, p. 27), a produção de concreto destes equipamentos varia em geral entre 300 e 400m2 por dia, equivalente a cerca de 50 a 55m3 diários de concreto. A mão-de- obra requerida para a concretagem gira em torno de 20 homens com funções diversas. É aplicável para pavimentos com até 22cm de espessura de concreto. A largura recomendada da faixa é de, no máximo uma fileira de placa com 3,5m a 3,6m. As formas serão as guias das réguas ou das treliças e deverão permitir o seu perfeito rolamento. Na Espanha, GARCIA-TORNEL (1988, p. 29) cita que nas vias de baixa intensidade de tráfego do país, era na época mais usual a utilização de réguas vibratórias, existindo inúmeros modelos no mercado espanhol. Também
FREGOSO (1992, p. 24) citava e recomendava o uso destes equipamentos6 em ruas de baixo tráfego, no caso do México;
FIGURA 3.3 – EXEMPLO DE EQUIPAMENTO DE PEQUENO PORTE FONTE: FRANCELINO,M.J.M Régua Treliçada Vibratória. 2008. 1 foto digital
C.2 equipamento sobre formas-trilho: é um equipamento de maior porte e produtividade que o anterior (vide exemplo Figura 3.4). A especificação técnica DNER-ES 326 (1997) discrimina as seguintes unidades que compõem os vários sub- sistemas deste equipamento: a) formas-trilho metálicas, para contenção do concreto fresco, as quais servem simultaneamente como guias para a movimentação da unidade de adensamento, montada sobre rodas; b) distribuidora de concreto, regulável e com tração própria, possuindo vibradores de imersão, eixo rotor frontal, vibro-acabadora dotada de bitola ajustável e, finalmente, régua alisadora ou acabadora. Esta última pode ser do tipo diagonal ou não, tubular ou oscilante, e de bitola ajustável. PITTA (1998, p. 30) cita que a produção de concreto deste conjunto é normalmente superior a 40m3 por hora, o que pode resultar em produção média
6 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Dynapac Committed to service and
performance – EUA/Brasil - www.dynapac.com; Multiquip Construction and Power Generation – EUA -
www.multiquip.com; Weber – EUA - www.concretescreed.com; Allen Engineering Corporation – EUA - www.alleneng.com; Amida Industries Inc – EUA - www.amida.com; Crown Construction Equipment – EUA - www.crownequip.com; Metal Forms Corporation – EUA - www.metalforms.com.
diária de 2.000m2 ou mais. A mão-de-obra requerida para a operação do equipamento e concretagem é usualmente de 15 a 18 homens. No que se refere à largura de operação, depende do tipo do equipamento7, variando de 3,5m a 7,5m ou
mais. Esta largura geralmente é ajustável à necessidade da obra;
FIGURA 3.4 – EXEMPLO DE EQUIPAMENTO SOBRE FORMAS-TRILHO FONTE: GIUBLIN, C. R. CMI-Bidwell - 5000. 2002. 1 fot.: color.; 10 x 15cm.
C.3 equipamento de formas deslizantes: a especificação técnica DNIT 049/2004- ES discrimina as características dos equipamentos de formas deslizantes (exemplo Figura 3.5), detalhando os acessórios disponíveis. PITTA (1998, p. 33) explica que estas máquinas são de concepção complexa, com elevada capacidade de produção, possuindo formas deslizantes. Reúnem em um só equipamento a unidade de recepção, distribuição, regularização, adensamento e terminação superficial do concreto. Dispensa, o emprego de formas fixas, porque acopladas às laterais do equipamento vibratório, dispõem de contenções metálicas para o concreto em execução, que deslizam em sintonia com a máquina. A estrutura é
7 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Gomaco Corporation – EUA -
www.gomaco.com; Bidwell – EUA - www.bid-well.com; J.D. Concrete Screed – EUA - www.jdscreed.com; Somero – Enterprises Inc – EUA - www.somero.com.
montada sobre chassi de esteira ou de rodas pneumáticas, havendo ainda um sistema de controle eletrônico de direção e nivelamento por “fio-guia”, sistema este que garante a qualidade do pavimento acabado 8.
FIGURA 3.5 – EXEMPLO DE EQUIPAMENTO DE FORMAS DESLIZANTES FONTE: FRANCELINO, M,J,M. Wirtgen - SP-850. 2006. 1 foto.: digital
D) Equipamentos complementares
Segundo as especificações técnicas, descritas no início deste item, diversos equipamentos manuais podem ser utilizados na execução das placas de concreto, como exemplo, desempenadeiras de madeira, ponte de serviço, régua de nivelamento, ferramentas com ponta de cinzel, etc. A NBR-7583 (1986) define os apetrechos de acabamento que deverão estar nos canteiros de obra e alerta, mais
8 Relação dos fabricantes consultados em 20/06/2008: Gomaco Corporation – EUA -
www.gomaco.com; CMI Corporation – EUA - www.cmicorp.com; Wirtgen Corporation – Alemanha www.wirtgen.de
especificamente, para a necessidade de régua de 3,0m de comprimento para controle do desempeno do pavimento.
Recursos humanos
Além dos operadores dos equipamentos descritos é necessária uma equipe de mão-de-obra para execução dos serviços da placa de concreto, independente do tipo de equipamento como segue:
• operador de pá carregadeira;
• motorista de caminhão betoneira ou basculante; • topógrafo ou nivelador;
• pedreiros; • serventes.
No caso do equipamento de pequeno porte empregam-se, além dos acima mencionados: operador de central de concreto ou betoneira, operador da régua / treliça vibratória, vibradorista e carpinteiros.
No caso de equipamento de formas-trilho utiliza-se também: operador de central de concreto dosadora, operador do equipamento de formas-trilho, vibradorista e carpinteiros.
No caso do equipamento de formas deslizantes utiliza-se de forma específica, operador de central de concreto dosadora e misturadora e operador do equipamento de formas deslizantes.
Método executivo
Após a regularização do subleito e execução da sub-base, a superfície estará preparada para receber a etapa de execução das placas de concreto. As especificações técnicas do DNIT 049/2004-ES, DNIT 048/2004 –ES, DNIT 047/2004
-ES, bem como a norma NBR-7583 (1986) e PITTA (1998) resumem a seqüência de execução de concretagem das placas da seguinte forma:
• assentamento de formas e/ou trilhos e preparo para a concretagem(a); • fixação das barras de transferência e de ligação(b);
• confecção e mistura do concreto(c); • transporte(d); • lançamento(e); • espalhamento(f); • adensamento(g); • acabamento(h); • controle de qualidade(i).
Cada um destes itens será explicado a seguir:
a) Assentamento de formas e/ou trilhos e preparo para a concretagem
Esta atividade será executada somente para os equipamentos de pequeno porte e de formas-trilho. As formas e trilhos deverão ser assentes de acordo com o alinhamento indicado no projeto, uniformemente apoiadas sobre a fundação (subleito + sub-base), e fixadas através de pinos de aço à mesma. Segundo PITTA (1998, p. 35-37), obtém-se pavimentos com qualidade adequada, através do correto alinhamento topográfico das formas, não sendo permitido ao longo de toda a seção transversal, espessura inferior à de projeto. A NBR-7583 (1986) determina que antes da concretagem, as formas deverão estar limpas e untadas com óleo, para facilitar a desmoldagem.
As especificações técnicas do DNIT recomendam que as operações de desmoldagem das formas só poderão ser feitas após 12 horas do acabamento ou
quando da certeza de estar o concreto em processo de endurecimento. Inicia-se pela retirada dos pinos ou cravos e, em seguida, retira-se a forma. É absolutamente vedada a utilização de golpes, choques ou batidas com marreta ou outro instrumento parecido, fato que pode levar ao esborcinamento das juntas.
Para as obras que utilizam equipamentos de formas deslizantes, o serviço preliminar é a implantação do sistema de referência, visto que as formas já estão incorporadas no próprio equipamento. Este sistema é composto de hastes fixadas nos dois lados da máquina, espaçadas de 5,0m em 5,0m, na qual é esticado um cabo de aço que servirá de guia para os sensores colocados em quatro pontos do equipamento (dois de cada lado). GARZA (1998, p. 6), reportando experiência em obras de pavimentação no México utilizando este equipamento, considera a correta aplicação deste sistema como um aspecto importante para garantir a elevada qualidade durante a construção quando comparado com outras opções técnicas. b) Fixação das barras de transferência e de ligação
As barras de transferência e de ligação são fixadas de diferentes formas descritas a seguir:
• barras de transferência: segundo a norma NBR 7583 (1986) e PITTA (1998), a colocação das barras de transferência pode ser executada de duas maneiras: a) previamente à concretagem: neste caso usam-se armações de apoio para as barras, permitindo que as mesmas se posicionem corretamente na cota de projeto. Estas armações devem ser fixadas com grampos metálicos à camada de sub-base, de modo que permaneçam firmes e não sofram deslocamentos durante as operações de concretagem. Esta operação é normalmente realizada quando se utiliza equipamento de pequeno porte e de formas-trilho; b) após a concretagem: nesta situação, é necessária a utilização de um dispositivo mecânico que empurre por vibração as barras no concreto já pré-adensado e requer, a seguir, a passagem sobre o local, de uma régua acabadora. Este dispositivo é encontrado em alguns equipamentos de formas deslizantes, denominado insersor de barras DBI (Dowel Bar Inserter).
• barras de ligação: a colocação das barras de ligação também pode ser executada de duas maneiras: a) previamente a concretagem: procede-se à instalação das barras em furos existentes ao longo das próprias formas longitudinais, quando se executa metade da pista, ou através do uso de armações similares às utilizadas nas barras de transferência, quando se executa pista inteira. Estas atividades são realizadas quando se utiliza equipamento de pequeno porte e de formas-trilho; b) durante a concretagem: as barras são colocadas nos bordos (quando se executa meia pista) ou no eixo da pista (quando se executa pista inteira), através de um dispositivo mecânico existente nos equipamentos de formas deslizantes, sendo esta atividade, realizada concomitantemente à execução das operações de concretagem (NBR 7583, 1986; PITTA, 1998).
c) Confecção e mistura do concreto
O concreto poderá ser produzido por qualquer tipo de misturador de concreto descrito anteriormente, devendo o planejamento definir qual o tipo que atenda ao cronograma da obra e às características dos equipamentos de execução das placas. As especificações técnicas do DNIT indicam os erros máximos admitidos para os diversos tipos de materiais, fator importante na operação do equipamento misturador. A norma NBR-7583 (1986) recomenda que seja regulada a produção do concreto com o ritmo de aplicação do mesmo, garantindo continuidade no serviço.
No caso específico de uso de equipamentos de formas deslizantes, é recomendado o uso de central de concreto dosadora misturadora, em função da alta produção de concreto por hora. Tal solução visa atender, também, a necessidade de lançamento do concreto na frente do equipamento, permitindo uma produção constante e com qualidade adequada(PITTA, 1998).
d) Transporte
O transporte poderá ser realizado com qualquer tipo de caminhão descrito anteriormente, sendo a sua seleção dependente das características da obra. Normalmente utilizam-se caminhões betoneiras nos equipamentos de pequeno porte
e formas-trilho, e caminhões basculantes comuns ou dumpcrete nos equipamentos de formas deslizantes. Em todos os casos, as especificações técnicas do DNIT e a norma NBR-7583 (1986) recomendam que se utilize equipamento de transporte que evite a segregação dos materiais componentes da mistura.
e) Lançamento
O lançamento do concreto, para equipamento de pequeno porte será, preferencialmente, na lateral da faixa de concretagem para evitar o tráfego sobre a sub-base. Para equipamentos de formas-trilho e de formas deslizantes, é recomendado, segundo PITTA (1998, p. 46-47), o lançamento com o caminhão de ré à frente da máquina. Neste caso, a especificação técnica DNIT 049/2004 - ES