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Trabalho de Tecnologia da Construção II - IPA
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7/21/2019 Trabalho de TC II
http://slidepdf.com/reader/full/trabalho-de-tc-ii 1/24
Fellippe ReinertJéssica Gonçalves
Kevin Caselani SiqueiraPaulo Matheus Souza de Souza
Raphael Crespo Leite
PISOS INDUSTRIAIS DE ALTA RESISTÊNCIA DE CONCRETO
Trabalho de Tecnologia da Construção II
sobre Pisos Industriais de Alta Resistênciade Concreto, que servirá como base parao seminário a ser apresentado no dia01/11/2012.
Porto Alegre - RS2012
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.............................................................................................................4
1 PISOS INDUSTRIAIS DE CONCRETO .................................................................. 5
2 SOLO E SUB-BASE ............................................................................................... 7
2.1 SOLO ...............................................................................................................72.2 SUB-BASE .......................................................................................................9
3 CONCRETO – DEFINIÇÕES BÁSICAS ............................................................... 11
4 TIPOS DE PISOS .................................................................................................. 13
4.1 PISOS DE CONCRETO SIMPLES ................................................................13
4.2 PISOS DE CONCRETO COM ARMADURA DE RETRAÇÃO ........................14
4.3 PISOS DE CONCRETO COM FIBRAS DE AÇO ...........................................14
4.4 PISOS DE CONCRETO ESTRUTURALMENTE ARMADO ...........................15
4.5 PISOS DE CONCRETO PROTENDIDO ........................................................16
5 EXECUÇÃO .......................................................................................................... 17
5.1 FUNDAÇÃO ...................................................................................................175.2 CONCRETAGEM DO PISO ...........................................................................18
5.3 ENSAIO DE TENACIDADE ............................................................................22
6 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 24
BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 25
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INTRODUÇÃO
O presente trabalho irá abordar o tema ‘Pisos Industriais de Alta Resistência de
Concreto’. Apresentará uma pesquisa breve sobre o uso corrente da técnica de
execução, descrição dos materiais, características dos ambientes mais solicitadas e
também dificuldade quanto aos processos utilizados.
É sabido que a qualidade de um piso industrial de concreto é essencialmente
dependente da obtenção de uma superfície de elevada dureza e durabilidade, plana
e relativamente livre de fissuras, que esteja em conformidade com um nível dereferência, e que possua uma textura superficial adequada à futura utilização do
piso. As propriedades da superfície são determinadas pela dosagem dos materiais,
pela qualidade da concretagem e execução das juntas, (ACI, 1996).
Os pisos industriais de concreto devem atender a diversas exigências não só
à resistência mecânica, mas também em durabilidade, permeabilidade e diversas
funções, dependendo do tipo de indústria a ser pavimentada. Diferente depavimentos de concreto em estradas e rodovias, os pisos industriais terão de
suportar cargas fixas, com maquinário normamente pesado, além disso, deverá ter
uma variação térmica menor, caso a indústria faça esse controle no ambeinte.
Este trabalho também buscará apresentar também novidades na área, como a
utilização de fibras e de aditivos que auxiliem na resistência superfial, bem como
novas tecnologias relacionadas a piso de concreto.
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1 PISOS INDUSTRIAIS DE CONCRETO
Os pisos de concreto constituem um elemento de extrema importância no
ambiente industrial. Espera-se que sua superfície ofereça uma grande resistência e
um acabamento ideal, bem como sua base e constituição seja bastante resistente e
durável.
Segundo a ANAPRE (2009), os pisos industriais são definidos como elemento
estrutural com a finalidade de resistir e distribuir os esforços verticais provenientes
do carregamento do subleito. É considerado como elemento de grande importânciapara a logística de operação das empresas, visto que é sobre ele que as atividades
produtivas se realizam, proporcionando movimentações de carga e equipamentos,
além de resistir aos esforços mecânicos, químicos e biológicos.
Os modelos de pavimentos de concreto em indústrias, no que conhecemos
hoje, foram trazidos para o Brasil nos anos 90, seguido o modelo europeu. Mesmo
assim, o mercado nacional é um dos melhores do mundo, tendo bastante destaquepara o dimensionamento nos projetos. O desenvolvimento do setor está ligado
diretamente a situação econômica do país, sendo que o aparecimento de grandes
indústrias no fim do século passado contribuiu em muito para o aparecimento de
novas técnicas no mercado.
Os pisos industriais são geralmente compostos por cico camadas principais
superpostas com funções esecíficas. Cada uma dessas camadas, ou layers, comosão conhecidos por alguns profissionais da área, tem função específica dentro do
sistema construtivo. Os cuidados de projeto e execução de cada uma delas são de
extrema imprtância para a eficiência e qualidade dos pisos industriais.
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Figura 1 – Principais componentes do sistema construtivo de pisos industriais.
Em alguns casos específicos, se faz necessária a inserção de mais camadas
para combater problemas, como por exemplo, de drenagem superficial e camada de
bloqueio. O projetista deve avaliar os dados relativos à análise do solo, solicitações
de cargas previstas e utilização do piso para poder definir e propor com muito
cuidado, os sistemas mais indicados em cada situação.
As juntas também são componentes fundamentais na maioria dos casos de
pavimentação industrial, combatendo as variações higro-térmicas do concreto,
induzindo fissurações localizadas e auxiliando no processo executivo de
concretagem (Gaspareto e Rodrigues, 2010). Atualmente, notamos que os pisos
industriais tem juntas de dilatação mais espaçadas. As placas de concreto, que são
normalmente empregadas em pavimentos rodoviários (principalmente em corredoresde ônibus em Porto Alegre, a exemplo da 3ª Perimetral, por exemplo), não são bem
concebidos em pisos industriais. A resistência destes pavimentos podem atingir 35
MPa, sendo que o agregado é o principal influente na resistência a abrasão, e os
concretos comumentes utilizados em industrias, com resitência superior, a
argamassa desempenha este papel.
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2 SOLO E SUB-BASE
2.1 SOLO
Os solos podem ter definições distintas em função da ciência que os
classificam, uma vez que sua inteiração com o ser humano é ampla, presente em
nossas vidas de maneiras distintas, como nosso próprio suporte, como fonte de
alimentação, em que os alimentos são cultivados, como material de construção,
tanto de habitações como rodovias etc.
Conhecer a origem do solo que será a fundação do piso industrial é essencial,
pois muitos comportamentos poderão ser previstos antes mesmo da execução de
ensaios físicos ou químicos do material. Por exemplo, um solo residual do cinturão
orogênico do Atlântico pode ser muitas vezes micáceo, dependendo do grau de
intemperismo sofrido e, portanto, expansivo; em contrapartida, apresentam bom
suporte, exceto os maduros, necessário para cargas elevadas presentes em pisos
industriais. As areias finas argilosas da bacia do Paraná costumam ser excelentesmateriais para pavimentação, mas costumam ser porosas, o que causa problemas
quando o piso é submetido a cargas distribuídas elevadas.
O subleito é a interface do terreno de fundação e o sistema piso, sendo a
primeira camada do solo a receber os esforços gerados pelos carregamentos
atuantes no pavimento.
Os solos formados pelo intemperismo tropical, em que predominam altas
temperaturas e índices pluviométricos elevados, apresentam características
diferentes dos não tropicais submetidos a processos semelhantes de formação.
Essas características permitem que os solos tropicais apresentem
comportamentos estruturais que, muitas vezes, não são diferenciados pelos ensaios
tradicionais da mecânica dos solos.
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Tabela 1 – Dados reelevantes quanto aos solos conforme o DNIT.
Diferentemente dos pavimentos rodoviários, onde apenas uma pequena
camada do solo, situada a até 1,5 m de profundidade, percebe efetivamente a ação
do carregamento móvel, nos pisos industriais, há carregamentos estáticos, que
acabam solicitando as camadas mais profundas do horizonte.
A interação da placa de concreto com a fundação - o solo - é um dos capítulos
mais importantes do projeto dos pavimentos industriais, mas ainda pouco estudado,e a engenharia nacional é rica em exemplos negativos sobre a interpretação do
comportamento dos solos por parte de alguns técnicos do setor.
O solo é composto por um sistema com três fases: ar, sólidos e água; quanto
mais próximas estiverem as partículas sólidas, mais resistente e estável estará o
solo. A compactação é a operação que resulta na aproximação das partículas
sólidas, com o conseqüente aumento de sua massa específica.
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2.2 SUB-BASE
As sub-bases são os elementos intermediários entre a placa de concreto e o
subleito e apresentam diversas funções, algumas conhecidas, outras pouco
exploradas. Como definição clássica, as sub-bases apresentam as seguintes
funções:
• Homogeneizar as condições de apoio: o solo é um material heterogêneo e,
por isso, pode apresentar características mecânicas variadas na superfície do
subleito e a sub-base tem como função - talvez a mais importante - uniformizar osuporte de modo que se tenha coeficiente de recalque do sistema praticamente
constante ou o mais constante possível.
• Eliminar o bombeamento: quando o solo apresenta finos olásticos e
encontra- se saturado, com os movimentos verticais na junta da placa, acaba
liqüefazendo e sendo expelido, juntamente à água, pela ação de cargas móveis
sobre o piso.
• Controlar solos expansivos: por ação física do peso, reduz ou impede a
movimentação de solos expansivos.
• Impedir a umidade ascendente: sub-bases granulares, com granulometria
adequada, funcionam como camada de bloqueio da umidade ascendente, que
ocorre por movimentos da água nos capilares do solo.
• Drenagem: em áreas abertas, a sub-base pode funcionar como camada
drenante, que impede que o acúmulo de água sob o pavimento venha causar danos
ao subleito.
Podem-se definir três tipos básicos de sub-bases:
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Figura 2 – Exemplo de sub-base em pavimento industrial.
• Solo tratado: ou solo melhorado, são as sub-bases em que se emprega o
próprio solo local, com algum reforço ou adição, de modo que aumente a rigidez e a
capacidade de suporte do material.
• Granulares: geralmente obtidas com material produzido industrialmente -britas - ou naturais, como seixos e cascalhos lateríticos.
• Cimentadas: são aquelas que podem ser produzidas com o próprio solo
local - solo cimento - ou com material britado, como as de concreto compactado com
rolo ou as de brita graduada tratada com cimento.
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3 CONCRETO – DEFINIÇÕES BÁSICAS
O concreto para pisos é obtido pela dosagem adequada dos materiais
disponíveis na região, sendo produzido de maneira homogênea um material que
pode ser adequadamente lançado, adensado e acabado com os equipamentos
usualmente empregados na confecção - réguas vibratórias, vibradores de imersão,
rodo de corte, acabadoras mecânicas etc. - e que incorpore, após o endurecimento,
propriedades como resistência mecânica - tração na flexão e compressão -
resistência à abrasão e estabilidade dimensional.
O concreto é um material que apresenta variações expressivas de suas
propriedades ao longo do tempo. No início, após a mistura de seus componentes,
apresenta-se com comportamento de fluído viscoso, que permanece assim por
determinado período, que depende da cinética química do cimento, da temperatura
ambiente, de seus aditivos etc.
Define-se por trabalhabilidade o conjunto de propriedades do concretofresco, as quais permitem que ele seja misturado, transportado, lançado, adensado e
acabado de modo apropriado para cumprir as exigências de material de engenharia
quando em serviço.
Exsudação é o fluxo de água no concreto recém-lançado causado pelo
assentamento de partículas mais pesadas (PCA, 2002); ocorre no estado plástico e
cessa quando a estrutura começa a enrijecer. Como se pode perceber, misturasmuito fluidas e sem coesão tendem a exsudar mais.
A retração plástica ocorre muito precocemente, quando a taxa de exsudação
é inferior à evaporação da água do concreto, o que promove uma dissecação na
camada superior do pavimento, cuja profundidade vai depender das condições
atmosféricas e das características do concreto, como relação água/cimento, teor de
cimento e principalmente das condições de evaporação. Em ambientes com baixa
umidade relativa do ar e incidência de ventos, as misturas ricas em cimento estão
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mais sujeitas à retração plástica, acompanhada das tradicionais fissuras curtas, que
surgem em grupos paralelos entre si.
A resistência à compressão do concreto obedece à Lei de Abrans, uma das
mais antigas regras de dosagem do concreto: a resistência à compressão varia
inversamente à relação água/cimento.
Figura 3 – Resistência a compressão x água/cimento.
A resistência à tração na flexão também segue a lei de Abrans, mas essa
propriedade também é afetada por outros fatores, principalmente as características
dos agregados.
A resistência à abrasão é uma importante propriedade para os concretos
submetidos ao desgaste superficial causado pelo tráfego de veículos ou mesmo pelo
caminhar de pessoas.
O concreto é um material de comportamento inelástico não-linear, tanto na
tração como na compressão e, portanto, o termo módulo de elasticidade deve ser
utilizado com cautela, pois não representa um valor único como nos materiais
lineares elásticos (Mindess, Young & Darwin, 2003).
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Os pisos de concreto reforçados com fibras de aço apresentam capacidade
de carga muito superior que as peças de concreto simples, além de mudarem o
comportamento do concreto de frágil para dúctil, permitindo carregamentos
crescentes mesmo após início do processo de fissuração.
4.4 PISOS DE CONCRETO ESTRUTURALMENTE ARMADO
Tira-se o proveito da boa resistência à compressão do concreto aliada à
resistência à tração do aço, resultando em placas menos espessas. No cálculo, astensões de tração são resistidas apenas pelo aço, desconsiderando a resistência do
concreto.
Baseado nessas considerações pode-se determinar uma única armadura para
todo o piso, o que conduz a um dimensionamento mais econômico. Nas áreas
sujeitas à carga cruzando ou tangenciando bordas livres é bastante fácil a colocação
de reforços localizados, na armadura estrutural, não havendo necessidade deconstrução de placas com espessura variável, fato que facilita e agiliza a preparação
da base.
Figura 6 – Esquema do pavimento estruturamente armado.
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4.5 PISOS DE CONCRETO PROTENDIDO
Utilizado desde meados da década de 40 na Europa e nos Estados Unidos, o
piso protendido resumidamente consiste em um piso reforçado com cordoalhas de
aço. Tracionadas por macacos hidráulicos, as cordoalhas engraxadas, transmitem a
compressão para a placa de piso através das ancoragens posicionadas nas
extremidades.
No cálculo da força de protensão deverão ser consideradas as perdas de
carga com o tempo, por retração e fluência do concreto e relaxação do aço, além doatrito do cabo com a bainha e o recuo do cabo durante a cravação da cunha. A
perda imediata por encurtamento do concreto em virtude da aplicação da força de
protensão é normalmente, para as taxas usuais de armadura ativa, menos
significativa que as outras perdas.
Figura 7 – Protensões prontas para receber o concreto em um pavimento industrial.
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redução de espessura; entretanto, se ocorrer o contrário, o custo da obra será maior
que o previsto.
A prática de colocação de uma camada final de areia sobre a sub-base, a
título de regularização e acerto de cotas, é condenável, pois areias costumam ter
granulometria descontínua e consequentemente baixa capacidade de suporte. Como
alternativa, essa camada pode ser executada com areia artificial, com pelo menos
10% a 30% de material passando pela peneira 0,15 mm, com granulometria
contínua (entre as peneiras 4,8 mm e 0,075 mm), ou mistura de pedrisco, areia e pó-
de-pedra, com as mesmas características citadas, adequadamente compactadas.
Sobre a sub-base, é aplicado um filme plástico, com o objetivo de reduzir o
coeficiente de atrito com a placa de concreto, situação particularmente importante
quando se trabalha com placas de grandes dimensões.
Esse filme plástico pode atuar também como uma barreira de vapor, para
impedir a ascensão da umidade por meio da capilaridade no concreto. Entretanto,
materiais mais simples, como o plástico preto normalmente empregado, comespessura mínima de 0,15 mm, costumam deteriorar-se rapidamente em contato
com a alcalinidade do concreto, e quando há de fato a necessidade do controle de
umidade, é recomendável o emprego de materiais mais resistentes, como as mantas
de PVC ou outros polímeros com boa resistência química.
5.2 CONCRETAGEM DO PISO
As patologias comuns hoje observadas sinalizam que a concretagem deve ser
objeto de intenso controle executivo, precedido de treinamento dos operários que
vão executá-la. É recomendável que seja feito preliminarmente um pequeno trecho
experimental, que poderá ser utilizado também como padrão de qualidade.
O concreto é afetado de modo negativo quando executado em tempo quente,
com efeitos que podem ser minimizados, mas nunca completamente controlados; a
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temperatura ideal de lançamento do concreto está entre 10°C e 15°C, raramente
presente em países tropicais. Acima dessa temperatura, pode-se considerar que
haverá perda nas propriedades mecânicas - embora a resistência inicial seja maior -
incluindo a resistência química e à abrasâo; a retração será maior.
Exceto em regiões muito afastadas dos centros produtores de concreto, os
pisos são executados com o emprego do concreto usinado, ou pré-misturado, cujo
uso está bastante disseminado, principalmente quando se trata de obras industriais.
Nessas obras, o volume de concreto empregado no piso é da mesma ordem
de grandeza do empregado na estrutura; a título ilustrativo, no caso dasindustrializadas de concreto armado, a espessura média (volume de concreto da
estrutura dividido pela área da obra) gira entre 10 cm e 12 cm, incluindo a cobertura.
Portanto, em grande parte das vezes, a quantidade de concreto do piso suplanta a
da estrutura.
As fôrmas são empregadas na execução das juntas de construção e
desempenham importante papel na qualidade dos pisos, quer seja na qualidade da junta formada, como no nivelamento (FL) superficial, como será apresentado mais
adiante. Como as formas geralmente não estão sujeitas a esforços elevados, são
bastante simples de ser executadas, e os perfis de aço laminados têm cumprido
satisfatoriamente as necessidades executivas; perfis dobrados, também
empregados, como formas, apresentam bordas arredondadas, o que não favorece o
acabamento.
O transporte do concreto efetuado por caminhões betoneira deve ter seu
tempo de percurso controlado e compatível às características do concreto e às
condições climáticas, para não reduzir seu período de trabalho nas operações de
acabamento.
O lançamento do concreto deve ser feito em faixas onde um longo pano é
concretado e, posteriormente, as placas são cortadas, formando as juntas serradas,
que podem ser apenas transversais ou também longitudinais, quando se emprega
equipamento do tipo Laser Screed, Figura 9.6, ou réguas vibratórias de dimensões
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Sem sombra de dúvida, a superfície do piso é onde se analisa, muitas vezes
de forma subjetiva e imediata, a qualidade da obra, uma vez que o aspecto final será
sempre visível para os usuários, sendo a principal fonte de medida do seu
desempenho, pois é ela que estará em contato com todas as ações solicitantes.
O desempeno mecânico do concreto [floating), é executado com a finalidade
de embeber as partículas dos agregados na pasta de cimento, remover
protuberâncias e vales e promover o adensamento superficial do concreto.
Figura 9 – Equipamento utilizado para o acabamento superficial.
O alisamento superficial ou desempeno fino (troweling) é executado após o
desempeno, para produzir uma superfície densa, lisa e dura. Normalmente, são
necessárias duas ou mais operações para garantir o resultado final, que darão
tempo para que o concreto possa gradativamente enrijecer.
Para o tratamento superficial, são encontrados comercialmente em
formulações distintas, os endurecedores superficiais geram um grande campo de
aplicações e soluções na especificação do piso de concreto. Podendo ser
encontrado na forma líquida (silicatos) ou sólida (agregados minerais ou metálicos),
podem ser aplicados durante a execução (aspersão de sólidos) ou no concreto já
endurecido (líquida) obedecendo às recomendações de cada fabricante.
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Corte nas juntas: Convencionalmente, no Brasil emprega-se o sistema de
corte úmido, que permite o corte em profundidades elevadas, até 30 cm, mais do
que é normalmente requerido em projeto, que é de um terço da espessura da placa
para o concreto reforçado com fibras de aço.
Execução de protensão: Para posicionamento dos cabos, recomenda-se que
sejam seguidas as recomendações constantes na publicação Manual para a Boa
Execução de Estruturas Protendidas Usando Cordoalhas Engraxadas e Plastificadas
(Cauduro, s/d), onde estão disponíveis informações bastante úteis, como armaduras
mínimas de fretagem, desvios angulares dos cabos, procedimentos para aberturasetc.
5.3 ENSAIO DE TENACIDADE
O ensaio de tenacidade (JSCE, 1984; ASTM, 2006) é executado em corposde prova prismáticos, com seção quadrada de lado o e comprimento entre apoios
igual a 3a. O carregamento é feito por meio de dois pontos de carga, distantes entre
si de o, de modo que reproduz um diagrama de momentos fletores constante no
terço médio do corpo de prova.
Figura 10 – Ensaio de tenacidade.
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O ensaio é conduzido de acordo com a norma japonesa SF4 (JSCE, 1984),
pioneira nesse tipo de medição, ou pela norma americana ASTM 1609 (ASTM,
2C06). Ambas são teoricamente equivalentes e consistem na execução do
carregamento controlado com medição da deflexão no centro da barra prismática,
para que se obtenha a curva.
Figura 11 – Gráfico da deformação no ensaio de tenacidade.
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6 CONCLUSÃO
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BIBLIOGRAFIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12042 : determinaçãodo desgaste por abrasão. Rio de Janeiro, 1992.
CHODOUNSKY, M. A., VIECILI, F. A. Pisos Industriais de Concreto – Aspectosteóricos e executivos. São Paulo, Reggenza, 2007.
Cristelli, R. Pavimentos industriais de concreto – Análise do sistema construtivo.Belo Horizonte, MG. UFMG, 2010.
MC – Bauchemie. Catálogos técnicos de produtos 2012-2013. São Paulo, 2012.
Mehta, P. Kumar & Monteiro, J. M. Concreto – Microestrutura, Propriedade eMateriais. São Paulo: IBRACON 2008, 674p.
Pessi, E., Rohde, M., Fernandes, R., Influência da aspersão de agregado mineralna resistência à abrasão em piso de concreto. Curitiba, PR. UTP, 2008.
Rodrigues, P. P. F., Manual de Pisos Industriais – Fibras de Aço e ConcretoProtendido. São Paulo. PINI, 2010.
VIECILI, F.A., Influência dos endurecedores superficiais cimentíceos na resistência àabrasão de pisos industriais de concreto. Porto Alegre, RS. EE/UFRGS, 2004.
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