Manual Gerdau de Pisos Industriais

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Públio Penna Firme Rodrigues Silvia Maria Botacini Wagner Edson Gasparetto

P Ú H L I O P E N N A F I R M E R O D R I G U E S

Graduado pela Escola dt Engenharia Maui, com mcslradn pela Escola Poltldcnlcn da Univorsi<!-i<k* <l*í Silo Paulo • USPeeuriín de especialização no Brasil c exterior, alua desde 1979 na Área de projetos c especificações de pisos e pavimento* de controlo, curo trHil>allios lúcnícot publicados 11.1 íirea do concreto, cimento, pre-fa br içados, pisos t1 pavi-mcnios de concrclo, É membro .atuante do IBRACON c ACI.

SILVIA MARIA BOTACINi

Graduada prla Faculdade de Engenha-ria de Barrctos, com cípeclal isaçao cm Engenharia Ambienl.il pela Faculdade dc Saúde Pública - USP, alua desde 19113 na área efe coordenação de projelos de en-genha ri a rms campos <li> melo arnbtanlc, drenagem e loneiimcnlo, tendo nos últi-mos cinco anos dedicados ms trabalhos de gcronciamcnlo de projetos de pisos e pavimento» na I.PE Engenharia.

Graduado pola Escola <lv I; ngenh .1 ri.i da Universidade Macken/ie, com especia-lização Arca dc marketing alua des-de "19(15 nu desenvolvimento do merca* do de pisos v pavimenlos d? con creio, com trabalhos tícoicos publicados sobre pisoj e pavimento* de concrclo, Acumu-la atividades como Diretor da ABE CE -Associação ürasileira dc Engenharia c Consultoria Estrutural e AN AP RE - Asso-ciação Nacional do Pisos o Revesti rnen-Ioí de Alio Desempenho

Manual Gerdau de

Industriais

ina Firme Rodrigues a Botacini Ison Gasparetto

Manual Gerdau de Pisos Industriais O Copyright Editora Pini Lida.

Todos os direitos de reprodução reservados pela Editora Pini Hda,

Dados Internacionais de Catnloji^tção na Publicado (Çlf1) (Câmara Brasileira do livro, SP, Brasil)

Rodrigues, Públio Penna firme Manual Gerdau (te pisos industriais / Públio

Penna Firme Rodrigues, Silvia Maria Botacinl, Wagner Edson Gasparetto, — Süo Raulo ; Pini, 2006.

Bibliografia. ISBN S5-7266-165-4

1. Concreto 2. Construção de concreto 3. Drenagem M. P&vimentos de concreto S. Pisos de concreto 0, Solos l. Botacini, Silvia Maria. II. Gasparelto, Wagner Edson. III. Título.

03-8007 CDD-690.16

índices para calílogo sistemático: I. Pisos industriais de corvcrelo :

Construção civil : Tecnologia &90, Ift

CoordpnaçAo manuais lííenlcos: losiani Sou;sa Projtiio gr.lflro; M.iy.ir.i I. Pereira Opa: Serçle Colotio o Mayar.i I.. Pcroira Kwiüàii! Mf>l1ilLrl lil OrSl.l

I dlloríi Pini l.ldii. Rua Anhala, 964 • CEP 01130-900 - Mo Paulo, SP - Brasil l ísfic: I I 2 173-2300 - 1'ax:: 2\7$-232? liileriM: www.pioiweb.com ll-iu.iil: mamiiii&Wpiill.rtHTI.Iir

1* edição 24 llrajjcm: 1.000 exemplares, dezeoil>rc^2006 .„, :iJ lirajjrm: 1,000 oxompl,ires, sHtmliru/iOOfl «m™®

I : IHTCIHA A F I I . U D A

agradecimentos O s autores agradecem a todos amigos e clientes que de maneira direta ou indireta deram sua importante contribuição para viabi l ização deste trabalho. Nossos agradecimentos também aos colaboradores da LPE Engenharia c Cônsultoria, em especial , a Rosana Pini pela contribuição na montagem e organização cio texto e ao Eng° Antonio Carlos Corsi Laperutta Filho pela contribuição na revisão do Capítulo 10.

M . I I U M I O C K I . U I (FV Pisos Intluslrkils

prefácio

A Introdução de novas tecnologias na indústria da construção civil nacional nos ullímos 1 5 anos reserva capítulos especiais em determinados segmentos. Poucos avançaram tanto e com

tamanha velocidade quanto o mercado de pisos industriais. Por conta do maior intercâmbio tecnológico com outros países, da capacitação crescente dos escritórios de projeto e cio empenho dos fornecedores nacionais de componentes e serviços, o meio técnico nacional conseguiu atender, com rapidez o a qualidade, as novas exigências dos contratantes. Assim, o boom industrial, vivido principalmente após a estabilização econômica na década de 1990, não encontrou barreira técnica na área dc pisos, o resultado de lat avanço é um mercado estimado hoje em 27 milhões de nV anuais. A PINI tem acompanhado atentamente essa evolução, em especial a partir da publicação(íeartigos e reportagens nas revistasTéchneeConstrução Mercado. Sente-se honrada por ter recebido dos autores - Públio Penna Firme Rodrigues, Silvia Maria Botacini e Wagner Edson Gasparetto - e cio Grupo Gerdau a missão de editar esle Manual Gerdau dc Pisos Industriais, Classificação dos pisos, mecânica dos solos aplicada, dimensionamento estrutural, drenagem, propriedades do concreto, materiais para juntas, endurecedores superficiais, acessórios para pos ic ionamento das armaduras, barras de transferência, técnicas de execução, prevenção e tratamento de patologias constam entre os temas abordados pelo livro, Em tempos desafiadores para a construção civil, nos quais impera a corrida (nem sempre saudáve l ) pela redução de cuslos, temos a oportunidade de lançar uma publicação tecnicamente responsável, redigida pelos diretores da l.PE Engenharia e avalizada pelo Grupo Gerdau , cong lomerado industr ial brasi le i ro de a tuação multinacional e fortemente comprometido com o desenvolvimento da área de pisos industriais de concreto, Se considerarmos a atual lacuna na literatura técnica sobre o tema, constatamos que o livro já nasce como referência para profissionais da área de projeto e construção, além de estudantes e contratantes de obras. À PINI caberá, portanto, o desafio ao qual se propõe desde 1948; trabalhar pela difusão da boa informação técnica ao maior número possível de profissionais da indústria da construção civil. Um objetivo facilitado pela qualidade de publicações como este Manual Gerdau de Pisos Industriais.

Eric Coiiâ Diretor de Kcdação

PINI

M.mo.il tiiiidiiu (Ff Pisos InilusLrkiis r,

índice

1 Introdução . . . , 9

2 Classificação dos Pisos —••<> - >• 2.1 Dc acordo com a escola - 11 2.2 De acordo com o reforço estruturai •». - - 11 2.3 De acordo com o tipo da fundação * 13

3 Solos e suas Características •• * * 15 3.1 Introdução 15 3.2 Solo 15 3.3 Ensaios de caracterização do solo 16

4 Aspectos de Drenagem . 21 4.1 Introdução 21 4.2 Fase de execução 21 4.3 Pós execução 21

5 Ti pos e Ap I icações da s S u b-ba ses 23 5.1 Introdução, 23 5.2 Funções da sub-base 23 5.3 Tipos de sub-bases ,,,.„,,,„ .... . . . 26

6 Tecnologia do Concreto „ 33 6.1 Introdução 33 6.2 Resistência mecânica do concreto 34 6.3 Resistência ao desgaste » „,...... 35 6.4 Retração do concreto - - - 37 6.5 Recomendações para escolha do concreto 41

7 Materiais Básicos 43 7.1 Cimento 43 7.2 Agregados - 44 7.3 Fibra sintética 48 7.4 Selantes e materiais de preenchimento de juntas 50 7.5 Barra de transferência . - 52 7.6 Distanciadores 53 7.7 Tela soldada ••••• - • 55 7.8 Líquido endurecedor de superfície—... 57 7.9 Agregado mineral - - 57

M . M H M I G E I D F T U CN> I* ÍSOÜ Imluslri.ils 7

índice

8 Dimensionamento e Detalhamento 59 0.1 Introdução 59 a.2 Tipos de carregamento .. » • 62 8.3 Esforços atuantes - 66 8.4 Pavimento industrial com armadura distribuída - 68 8.5 Pavimento estruturalmente armado 73

9 )untas 79 9.1 Introdução 79 9.2 Função das juntas 79 9.3 Tipos de juntas .»•• 80 9.4 Mecanismos de transferência de carga 82 9.5 Dimensionamento das barras de transferência 83 9.6 Sei artes para juntas 86

10 Execução..... . 89 10.1 Introdução. ...» 89 10.2 Execução da fundação do piso 89 10.3 Condições ambientais na concrelagem - 90 10.4 Fôrmas » 90 10.5 Posicionamento da armadura 91 10.6 Seqüência da concretagem .. 91 10.7 Lançamento do concreto 91 10.8 Adensamento » 92 10.9 Acabamento superficial 92 10.10 Cura do concreto 93 10.11 Corte das juntas ...» 95

11 Controle da Qualidade dos Pavimentes Industriais 97 11.1 Introdução . » 97 11.2 Controle do subleito e sub-base 99 11.3 Concretagem da placa de concreto 99 11.4 Juntas 100 11.5 Tolerâncias superficiais 100

12 Referências Bibliográficas 103

n Manual (iiTtlau dc Pisos Industriais

Introdução 1

Os pisos e pavimentos de concreto têm experimentado no Brasil, principalmente na década passada, importante evolução tecnológica nos processos de dimensionamento o execução das obras, que foi impulsionada pelas novas exigências do mercado do construção civil, pelas necessidades das empresas de sistema logístico e armazenagem, incluindo armazenagem frigorífica da, de distribuição e produção, empreendimentos industriais ou comerciais, além tias pavimentações urbanas e rodoviárias.

Neste cenário, uma mudança conceituai das especificações técnicas, minimamente exigidas para o desenvolvimento responsável de uma obra de pavimentação de concreto, tem evoluído e, para isso, uma maior formalização técnica desta documentação tem ocorrido em nosso meio, através da elabora-ção de projetos específicos que contemplem todas as necessidades executivas da obra, atendendo às exigências operacionais, seja do ponto de vista das tensões oriundas do carregamento, seja do ponto de vista do desgaste dos pavimentos decorrente dos ataques mecânicos ou químicos.

O trabalho tem como objetivo atendera uma lacuna existente hoje no mercado editorial e ã necessida-de imperativa da valorização e evolução da arte de projetar e construir os pavimentos de concreto, cuj;i disciplina vem sendo [ratada de forma secundária entre as relacionadas com as estruturas de concreto. Esta publicação abrange especificamente o mercado de pisos industriais e comerciais brasileiro, que hoje pode ser estimado em torno do 26 milhões de metros quadrados anuais, valor expressivo e imjjor-tante para o mercado da construção civil.

Este Manual tem como püblico-alvo os profissionais das áreas de projeto, construção e estudantes, e, dentro das diversas opções cie dimensionamento existentes, trata especificamente dos pisos reforçados com telas soldadas.

No capítulo 2 é feita uma explanação da classificação dos pisos com relação a sua condição de apoio, escola de dimensionamento e tipos de reforços possíveis. O capítulo 3 procura fazer uma breve explicação do solo como elemento de fundação dos pisos e, por ser matéria muito específica da disciplina de Mecânica dos Solos, buscamos destacar alguns pontos importantes que elevem ser considerados, mas sem esquecer que, devido à complexidade do comportamento do solo, cada caso exige uma aborda-gem específica.

O capítulo 4, bastante breve, foi colocado para ilustrar que o tema drenagem não pode ser simplesmente desconsiderado em todos os projetos, f>ois há casos onde deve ser abordado de forma cuidadosa. Muitas vezes a própria Sub-base, matéria do capítulo 5, indiretamente leva-a cm consideração, notadamente nas gra nu lares; esle capítulo abrange também as funções primárias da sub-base e seus diversos tipos.

O capítulo 6 ê totalmente dedicado ao concreto, por ser um material de elevada importância para o sucesso cios pisos industriais. Trata das principais propriedades de sua aplicação, que freqüentemente são negligenciadas, trazendo posteriormente uma série cie patologias.

Já o capítulo 7 apresenta outros diferentes materiais que estão à disposição dos projetistas e executores, como os materiais para juntas, endureefidores superficiais, acessórios diversos para posicionamento das armaduras, etc.

Aiinii.il ticnliiu (tf Pisos Imluslriiiis

O capítulo 8 irata c!o dimensionamento estrutural, dedicando-se aos modelos ninis recentes queestào sendo empregados mundialmente, separando os carregamentos em cargas distribuídas, pontuais e móveis, O capítulo 9 é uma extensão cio anterior, abordando o tema de juntas e aspectos importantes como o dimensionamento de barras de transferência.

O capítulo 10 é dedicado à execução do piso, mostrando técnicas executivas, enquanto o capítulo 11 é voltado aos aspectos de tom role da qualidade.

Por fim, no capítulo 12, é apresentada extensa bibliografia dedicada ao tema principal deste manual; os pisos industriais.

10 Manual litTil.w (!(-• Pisais Industriais

Classificação dos Pisos 2

A história da pavimentação industriai no Brasil é bastante recente, com pouco mais de 20 anos, sendo que, antes disso, havia pouca preocupação com critérios de projeto (Rodrigues, 2003).

No início, costumava-se dimensionar os pavimentos industriais -geralmente de concreto simples - com base nos critérios da PCA. A grande popularidade desse método deve-se à ênfase que a AliCP (Carvalho e Pitta, 1 '>69) deu a ele, que se popularizou com os trabalhos divulgados em simpósios e cursos promo-vidos por aquela entidade,

A partir de 1995 começam a surgir novas tendências de dimensionamento, agora vindas da Europa, com o ressurgimento dos trabalhos de Lòsberg (l.õsberg, 1961), e Mcyerhoí (Meyerhof, 1962), em contraponto aos preceitos dos americanos Wcstergard (Westergard, 1927) Pickel, Ray (Picket e Ray, 1950) e Packard (Packard, 1976), este com contribuições mais afeitas ao pavimento industrial.

2.1 De acordo com a escola

O fator que difere as duas escolas - a européia e a norte-americana - reside fundamentalmente no fato de a primeira focar pavimentos reforçados, empregando telas soldadas, fibras cie alto módulo ou protensão, enquanto a americana trabalha essencialmente com concreto simples.

A diferença entre as estruturas dos dois pavimentos é acentuada: enquanto os critérios americanos produzem estruturas de elevada rigidez e placas de pequenas dimensões, os procedimentos europeus conduzem a pavimentos esbeltos c placas de grandes dimensões.

Nota-se que nos últimos dez anos o Brasil vem trilhando o caminho inequívoco da escola européia, e o grande avanço das técnicas de dimensionamento dos pavimentos estruturalmente armados contribuí-ram para selar essa tendência. O emprego deste tipo de abordagem leva a pisos economicamente mais atraentes, tanto sob o ponto de custo inicial como de manutenção, mas, em contrapartida, exigem execução mais esmerada.

Como prova incontestável deste fenômeno é que a quase totalidade dos pisos industriais emprega al-gum tipo de reforço, que tem como objetivo a construção de placas de dimensões superiores ao concre-to simples. O grande precursor dessa metodologia no Brasil foí o IBTS - Instituto Brasileiro de Telas Soldadas advogando o emprego de menores espessuras em pisos reforçados cont telas de aço, mas curiosamente empregando uma metodologia de cálculo elo exército americano.

2.2 De acordo com o reforço estrutural

Ao contrário da década passada, no Brasil encontramos hoje uma larga gama de opções para os pavimentos industriais e, o alto grau de especialização qun os profissionais das áreas de projeto e execução atingiram, f.i/ do Brasil um dos países líderes no dimensionamento cie pavimentos, tirando todo potencial disponível dos diversos materiais de reforço e produzindo notáveis exemplos de pisos do tipo joiniless (que emprega placas de grandes dimensões, geralmente superiores a 250 mz) com estruturas delgadas e funcionais.

A1HM1ii.iI ticidiiu (ti' Pisos Imluslriiiis 11

Pisos com armadura distribuída

£ com certeza o mais popular dos pavimentos industriais, sendo constituído por unia estrutura em que a armadura - geralmente uma leia soldada - é posicionada no terço superior da placa de concreto, conforme mostra a figura 2.1.

Figura 2,1:ftiv)manlo com «umadura distribuída

Secundariamente, essa armadura tem também uma resposta estrutural, como demonstram ensaios de verdadeira grandeza efetuados com placas de concreto simples e com armadura distribuída, mas que serão objeto de análise futura.

Pavimento estruturalmente armado

Embora o Brasil tenha uma longa tradição no emprego do concreto armado, a conceiluação formal do pavimento estruturalmente armado no nosso país tem menos de 10 anos, enquanto, por exemplo, na Europa, é empregado há mais de 50 anos.

Este tipo de pavimento distingue-se daquele com armadura distribuída, por possuir uma armadura positiva (posicionada na parte inferior da placa de concreto) destinada a absorver os esforços gerados pelos carregamentos (figura 2.2).

Figura 3,2! l\H'imeino estrutura Immle amnaclo

São pavimentos empregados em áreas de carregamentos elevados e têm oferecido grandes possibilida-des no campo do jointless.

Reforço com fibras

Na primeira metade da década fie 1990, o brasil passou a contar com as fibras de aço produzidas a partir de fios trefilados de alta resistência, que são adequadas à execução dos pavimentos industriais (figura 23).

12 Manual ( H H I . U I dc.1 ÍSsos Industriais

Figura 2,3; 1'iso reforçado com fibra

Com essas fibras vieram também critérios do dimensionamento que permitiram extrair deste material toda a sua potencialidade estruturai. Podemos até dizer que a chegada das fibras de aço promoveu uma verdadeira revolução na engenharia de pavimentação industrial., pois abriu para nós toda a metodologia dc dimensionamento empregada na Europa, o que possibilitou o aperfeiçoamento das técnicas de pro-jeto de outros tipos de pavimento, notadameme o armado.

I loje temos também outros tipos de fibras de alto módulo disponíveis, como a fibra de vidro., e também devem chegar em futuro próximo outras fibras plásticas de alto módulo.

Piso pretendido

O pavimento protendido (figura 2.4), que é utilizado na área aeroportuária, tem como um dos mais notáveis exemplos a pista do aeroporto Tom jobim (antigo Galeão) no Rio de Janeiro, construído há cerca de 30 anos,

Recentemente esse tipo de pavimento ganhou impulso com a chegada da cordoalha engraxada e tem como grande atrativo a possibilidade de execução de pisos praticamente sem juntas.

Fi uríi 2,4; Piso protendido

2.3 De acordo com o tipo da fundação

Os pisos podem ser classificados, de acordo com a fundação, em:

Fundação direta

Corresponde à maioria dos pisos industriais, e são aqueles que se apoiam diretamente sobre o terreno (subi ei to), podendo ou não haver o emprego de sub-basos, embora estas sejam sempre recomendadas.

Manual íloidau <fv Pisos Imluslrkiis. 13

Nesta solução está implícito que a laxa admissível tio terreno de fundação é compatível com as cargas previstas no piso. Para cargas pontuais e móveis, a estrutura do piso é capaz de transmitir ao solo uma tensão geralmente inferior a 50 kl'a (0,5 kgf/cm2}, mas para cargas uniformemente distribuídas, a capa-cidade de redistribuição dos esforços é pequena.

Fundação profunda

Sào os pisos executados sobre terrenos sem capacidade de suporte compatível com as cargas solicitamos ou quando da presença de horizonte contendo solos adensáveís ou em processo de adensamento.

Neste caso, a solução passa a ser de uma estrutura de concreto armado com características de piso. Dentre as soluções disponíveis, há as lajes apoiadas em vigas, armadas em duas direções e em uma direção, ou as lajes planas - sem vigas - comumente designadas lajes cogumelo; esias se têm demonstrado bastante competitivas ante os outros sistemas,

Como os carregamentos esperados cm pisos industriais são bastante elevados diante dos observados em construções comerciais e residenciais, ê comum a ocorrência de lajes com espessuras elevadas e modu-lação de estacas bem estreita (cerca cie 3 a A m). Estes pisos não serão objeto deste manual.

14 Manual (itTil.w (!(-' Pisuís 1iuki>tfi,iis

Solos e suas Características 3

3.1 Introdução

Na engenharia de pavimentação industrial, o estudo do solo acaba sendo um aspecto muito importan-te, principalmente quando trabalhamos com estruturas delgadas como as da escola européia, onde o sübleito acaba sendo bem solicitado; conceitos da engenharia de pavimentação e de fundações preci-sam ser analisados em conjunto.

Por exemplo, a existência de solos moles a uma cena profundidade não ê tolerada para fundações diretas, é desprezível para pavimentos rodoviários e pode ou não, dependendo da magnitude dos car-regamentos e propriedades dessa camada, ser aceita para pavimentos industriais.

Da mesma forma que um projelo convencional de fundações, o pavimento industrial irá também trans-mitir esforços ao solo, com a diferença de que á, na grande maioria das vezes, em fundação direta, e denominamos ao terreno de fundação preparado para receber o piso de subi ei to

í interessante notar que, no presente caso, existe uma ligeira diferença quando comparamos com as fundações diretas, pois inexistem as cargas móveis e, da mesma forma, difere dos pavimentos rodoviá-rios ou urbanos, onde não há praticamente a ocorrência de cargas estáticas.

No dimensionamento dos pavimentos industriais, necessitamos, da mesma forma que nas rodovias, ter o conhecimento da camada superficial do solo, obtido através de seus índices físicos e da capacidade (ic suporte, bem como do conhecimento das camadas mais profundas, obtidas na sua forma mais ele-mentar pelas sondagens.

Como os solos são muito diferentes entre si, respondendo de maneira variável às solicitações aplicadas, torna-se necessário o estudo sistemático de suas propriedades e, principalmente, da observação tio seu comportamento. Portanto, para cada região em particular podemos ter características de solos mais marcantes ou importantes do que em outras, fazendo com que essa disciplina seja bastante complexa,

A primeira consideração que deve ser feita quando do projeto de um pavimento industrial, refere-se ao nível de informações geotécnicas disponíveis. Eslas, por sua ve;c, devem ser de tal magnitude que propi-ciem ao projetista o nível de segurança necessário à elaboração de um projeto que atinja uma relação ótima entre custo e durabilidade.

3.2 Solo

Os solos sào constituídos por um conjunto de partículas que retém ar e água nos espaços intermediári-os; essas partículas são livres para movimentar-se entre si, exceto em alguns casos em que uma pequena cimentação pode ocorrer entre elas, mas mesmo assim ficam muito abaixo dos valores encontrados nos cristais de rocha ou minerais (Pinto, 1998),

M.imi.il tici< l.ui t li! Cisas Intluslríjis ir;

Essa característica faz com que o estudo do solo não possa ser feito com base nos conceitos da teoria dos sólidos, base para o desenvolvimento da teoria cias estruturas, o que dificulta muito a criação de mode-los teóricos que predigam o seu comportamento,

É fácil compreender que as propriedades mecânicas do soio estarão intimamente ligadas não apenas às características das partículas sólidas - suas dimensões e constituição minera lógica -, mas também às quantidades relativas de a r e água presentes,

Dimensão das partículas do $ob

A primeira diferenciação que podemos fazer entre os solos é o tamanho de suas partículas ou a sua granulometria, isto é, a distribuição de tamanhos que as partículas apresentam, O espectro observado na natureza é extremamente amplo, havendo grãos de pedregulhos da ordem de 150 mm cie diâmetro até partículas argilosas da ordem de 10"mm, ou seja, cerca de 150 milhões de vezes menores,

Há solos em que a sua granulometria é visível a olho nu, conio é o caso dos pedregulhos e areias, enquanto outros possuem partículas tão finas que, quando adicionamos água, se tornam uma pasta (co I oi de); geralmente temos o convívio de partículas cie diversos tamanhos, cuja classificação pode ser dada como (Vargas, 1987):

Escala ABNT - pcdrcgtilho: até 5 mm - areia grossa: de 5 mm a 2 mm - areia média: de 2 min a 0,4 mm - areia fina: de 0,4 mm a 0,05 mm - siile: de 0,05 mm a 0,005 mm - argila: abaixo de 0,005 mm

A granulometria é uma ótima forma de caracterizar os solos grossos, como pedregulhos e areias, pois, nestes casos, materiais com curvas granuiométricas parecidas apresentam comportamentos também similares, Rara solos íinos isso pode não ser verdade, pois mesmo quando a granulometria é idêntica às propriedades exibidas podem ser completamente diferentes.

3.3 Ensaios dc caracterização do solo

A classificação adequada do solo irá ajudar a prever o seu comportamento. Uma classificação bastante empregada é a da ASTM - American Socieiy of Testing Materials, apresentada na tabela 3.1, que mostra os principais grupos e algumas propriedades importantes para fins de pavimentação industrial (Farny, 2001).

O comportamento físico de um solo depende, além do seu estado medido pelos índices físicos, também das suas propriedades intrínsecas, e tal conhecimento é obtido por meio de ensaios laboratoriais com amostras trabalhadas1 e são conhecidos por Ensaios de Caracterização do Solo.

Tais ensaios dividem-se em granulométricos - peneiramento e sedimentação - e em índices de consis-tência - também conhecidos como I imites de Atterberg -, que permitem classificar os solos em diversos grupos, de acordo com suas características físicas.

1 IJciKimln.i-síí amoslr.i Irah.illiad.i a<|uHd í|m- r dt'Storn»,ida c seca rm laboratório, prrdrndo suas carartíTÍsliras ítí* volume dc vazios, ;;r,Hi de compaclaçila ou nutras raraclcrístir.is da solo in jífu,

16 Manual lifrd.w dtí Pisos Industriais

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dc Grupo

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Argila inorgânica com baixa a média

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§

g l c sZ vi 0 O tn

4- — •gs s o M a i g S J 3 ,S « I £ ã- a

MH Silte inorgânico, areia ou

si lie micáceo ou dlalomado.

10 2S a 50

Ifl s E 1 * ^ w

ê i -m a. | d C a r-,

§

g l c sZ vi 0 O tn

4- — •gs s o M a i g S J 3 ,S « I £ ã- a

CH Argila inorgânica, de alta plasticidade 10 25 aso

Ifl s E 1 * ^ w

ê i -m a. | d C a r-,

§

g l c sZ vi 0 O tn

4- — •gs s o M a i g S J 3 ,S « I £ ã- a

O H Argila orgânica de média e alia plasticidade • 12 a 20

Solos altamente orgânicas PT Turfa e outros solos a lia monte orgânicos 12 a 30

Tabela 1.11 Classificação dot Mim de acordo com a ASTM

Os, Limites de Alterberg classificam o solo com relação a sua consistência, válidos, portanto, para solos plásticos e baseiam-se no fato de que os solos argilosos apresentam aspectos bem distintos em função de sua umidade, podendo variar de lama a pé, em função deste parâmetro. A figura 3.1 (Pinto, 2002) apresenta de modo simplificado as mudanças da consistência do solo:

Casagrande (Vargas, 1967) observou que os valores de LL (limite de liquidez) e do tP (índice de plasticidade = LL - LI1) variam conjuntamente, isto é, um solo é tanto mais plástico quanto maior for o

Manii,il Geidau de Pisos Industriais 17

IU 1

Estado Estado

Líquido LL - Limite de liquidez

IP • índice do Plasticidade •o Ptàstlco I D Quebfadiço LP = Limite de Plasticidade

figura 3.1; Umiies de Attcrliefj»

seu limite de liquidez. Verificou-se ainda que, dispondo-seem uin gráfico os valores tio LL v IP determi-nados para uni mesmo depósito de argila, o resultado é um gráfico linear, denominado gráfico do j>lasticidade (figura 3.2),

Com base nesse gráfico, observa-se quí? a linha A aparece como unia fronteira empírica entre as argilas inorgânicas, que se siluam acima dessa linha, v os solos plásticos, que contêm colóiifos orgânicos. Situam-se também abaixo da linha A os siltes e siltes argilosos, exceto quando o LL ó Inferior a 30, casos em que os siltes inorgânicos podem situar-se pouco acima da linha A.

O índice de plasticidade também pode fornecer qualitativamente o comportamento do solo relativo à sua expansão quando submerso, como podemos ver na tabela 3 2 (PCA, 2002),

Grau de Expansão Expansibil idade (%> índice <lc Plasticidade (aproximado)

Não-Expansivo Menor (|ue 2 0«i 10 Moderadamente

Expansivo 2 a 4 10 a 20

Altamente Expansivo maior que 4 maior nue 20

Talida 3.2: Expando \-etm plasticidade

Medindo a resistência do solo

Para fins de pavimentação de concreto, o principal parâmetro do solo empregado diretamente no dimensionamento é o coeficiente de recalque k, podendo ser determinado diretamente no subleito ou no sistema subleito & sub-base. Define-se coeficiente de recalque ou módulo de reação k pela equação:

í; , eni MPa/m

onde:

P ê a pressão unitária aplicada sobre uma placa rígida em MPa e

R é o recalque ou a deflexão correspondente, em metros.

Na determinação do módulo de reação, observa-se que (Souza eThomás, 1976);

i » Manual tieixl.m de Pisos Industriais

i 4U T5 % 'O | o, 4) TJ s

Limite de liquidez (LL%)

Figura 3,3: Gráfico de plasticidade

a) em uma prova fie carga, para grandes variações cie pressão, o diagrama cie pressão & deformação não ê linear, e o valor de k depende da deformação ou recalque que se tomou como referência;

b) a medida do rocficieiUe de rct alque é sensível ao diâmetro da placa empregada, e as variações só deixam de ter significação para ensaios efetuados com placas de diâmetro igual ou superior a 76 cm; e

c) o valor do coeficiente de recalque depende da umidade do solo.

Rira uma boa correlação com a teoriade Weskvgard (Yoder e W i te za k, 1975), quegoverna o dimensionamento dos pavimentos rígidos, o coeficiente de recalque deve ser determinado com placas de no mínimo 76 cm de diâmetro, tomando-se como referencia o recalque de 0,127 cm. Dessa forma, tem-se:

onde;

r. Pi.»J2Ti 1 ~ 0,127 em kgf/ctn'/cm

P l 0 ) i r i é a pressão aplicada em uma placa de 76 cm de diâmetro, necessária para produzir um recalque de 0,127 cm.

O valor de k varia entre limites amplos, dependendo do solo, da sua densidade e umidade. Solos muito plásticos podem apresentar um valor da ordem de 1,4 kgf/cm2/cm (14 MPa/m), enquanto pedregulhos e solos arenosos bem graduados atingem valores da ordem de 14,0 kgí/cmVcm (140 MPa/rn) ou mais.

COMPARAÇÃO E SOLOS DE IGUAL L k L ,,

Diminui; tenacidade e resistência do solo seco Aumenta: permeabilidade e variação de volume

Argilas arenosas Siltes inorgânicos de baixa pfasückfade | Areias muito íinas-siUosas Areias argitosas Areias argilosas ^Argila s inorgânicas

. de mediana plasticidade

Siltes orgânicos e inorgânicos o siites-argllgs

-Argilas orgânicas Siltes orgânicos o siltes-ofgilíis altamente elásticos

Aumenta: tenacidade e reslstôntía do solo seco Diminui: permeabilidade e variação de volume

J V L H H L I I Geid.iu de Cisas Industrial» í<l

O mesmo ensaio pode ser empregado para determinar o coeficiente de recalque no topo do sistema subteito & sub-bãíe,

índice de Suporto Califórnia

Como alternativa ao coeficiente de recalque, pode-se empregar o índice de Suporte Califórnia, indica-do comumente pelas letras CBR (Califórnia Õeadng Ratio), Este ensaio mede comparativamente a resis-tência ao cisalhamento de um solo, avaliado pela penetração de um cilindro-pacirão na amostra, usan-do como padrão uma brita graduada de boa qualidade,

Assim, os resultados serão sempre comparativos ao referencial; uni solo com CBR de 10% apresenta resistência dez vezes menor do que a brita graduada, O CBR pode ser associado ao coeficiente de recalque k por meio da correlação apresentada na figura 3.3, A resistência do solo do subieíto, medida por meio do CBR, influenciará diretamente na espessura final da placa; esse parâmetro 6 largamente empregado para o dimensionamento de pavimentos flexíveis.

Figura 3,3: CarMiçào k ít CUK

21) Manual (nnl.ui di> Pisos linliJf.lri.iis

Aspectos de Drenagem 4

4.1 Introdução

As questões de drenagem dos pisos industriais são freqüentemente negligenciadas o podem constituir-se em um problema estrutural em algumas situações específicas, principalmente quando a sub-base ficar saturada em função da entrada de água.

Sob o ponto de visia técnico, o pavimento deve ficar afastado pelo menos 1,5 metros do lençol freático (Medina, 1997}, embora possa haver situações onde ele fique mais próximo, como no caso dos pisos de garagem que naturalmente se aproximam do nível da água ou até ficam abaixo dele, ocorrendo então a necessidade da incorporação de drenagem sub-superficial, Em pavimentos industriais isso raramente acontece.

Este capítulo é, na realidade, voltado principalmente a alertar o projetista com relação aos cuidados que devem ser tomados e buscar as soluções cabíveis em cada caso. A entrada de água no sistema subleito/sub-base pode se dar em duas fases distintas.

4 .2 Fase de e x e c u ç ã o

Primeiramente, a saturação pode se dar durante a fase de execução, em função da ocorrência de chuvas antes da execução do piso, quando não há cobertura e proteção lateral. Neste caso, é recomendável que sejam previstos drenos provisórios durante a fase da execução, para permitir o escoamento da água.

Se isso não for feito, fica muito difícil a saída da água após a execução do piso, que acaba impermeabi-lizando a sub-base, e a água, não tendo como sair, traz como conseqüência a saturação do subleito, ocorrendo a possibilidade de bombeamento e contaminação da sub-base, Além disso, haverá uma forte redução no coeficiente de recalque. Outra conseqüência é que a secagem do concreto ficará muito lenta, causando problemas no caso do emprego de revestimentos sensíveis à umidade.

Neste caso, devemos prever a utilização de drenos provisórios que permitam a captação da água; multas vezes, a infiltração Iimita-se h sub-base que, no caso da granular, funciona como um reservató-rio, enquanto geralmente o subleito apresenta características de impermeabilidade. A retirada dessa água pode ser bastante simples pela abertura de pequenos poços auxiliares e a utilização de bombas submersas ou, quando o terreno permitir, criando alguns sumidouros no subleito,

4.3 Pós-execução

No segundo modo da ocorrência de água na sub-base, a penetração da água pode acontecer de-pois do pavimento executado, quer pela infiltração nas juntas cio pavimento, quer pela existência de áreas permeáveis circundantes e, neste caso, podemos ter o problema presente mesmo em pavi-mentos cobertos,

J V L H H L I I G H K I . I U (TF Cisas Imluslri.iis 21

A abordagem do problema pode ser feita de duas formas; impedindo que a água penetre sob o piso ou permitindo que a água escoe rapidamente. A opção a ser adotada, depende basicamente das caracterís-ticas do piso, do subi ei to, do microclima e da sua implantação. Em algumas situações é necessário adotar os dois sistemas.

Evitar que a água simplesmente penetre na sub-base torna-se sempre uma situação de risco, pois essa ação acaba sendo transferida para a manutenção do piso ao longo da sua vida útil e a entrada da água passa a ocorrer pelas juntas. Como a selagem das juntas, ponto vulnerável para a entrada de água, já é uma operação rotineira no pavimento, é recomendável que em áreas de precipitação elevada sejam criados drenos horizontais sob o pavimento interligados aos sistemas de drenagem superficial. No caso tias vias de circulação, como esta sempre existe, a providência de ligar os drenos nas galerias pluviais torna-se uma medida econômica e eficiente,

Quando se trata de áreas cobertas, devemos primordialmente combater a entrada da água, que j>odo ocorrer de infiltrações de jardim ou quando existem terrenos circundantes mais elevados do que o piso existente, Neste caso, é conveniente adotar drenos do tipo trincheira, fazendo sempre uma avaliação do fluxo de água no terreno.

Em solos porosos (argilas porosas), o escoamento das águas é muito rápido, mas a sua característica de eolapsibilidade não permite que haja uma saturação do terreno, sob pena de recalques expressivos, devendo esses locais ser objeto cie estudo detalhado de drenagem,

22 Maiiu.il C ,1 nl.ui di.1 1'ímds Industriais

Tipos e Aplicações das Sub-bases 5

5.1 introdução

I- comum a ocorrência do ceria confusão com relação ã nomenclatura das camadas do pavimento rígido, pois geralmente é associada ã do pavimento flexível, cujas camadas estruturais são: revestimento (capa asfáltica), base e sub-base. Para o pavimento rígido, considera-se que a placa de concreto assume simultaneamente a função de base a revestimento e, portanto, abaixo dela, vem a sub-base; embora no íürasil sigamos esta nomenclatura, alguns autores costumam empregar os termos base e sub-base indis-tintamente para pavimentos de concreto (Yoder e Wítczak, 1975).

As sub-bases são elementos estruturais intermediários entre as placas de concreto e o subi ei to, formado pelo terreno natural ou por solo trocado, devidamente compactado, e são de importância primordial ao desempenho do piso,

A importância da sub-base I fácil de compreender quando se imagina o sistema estrutural de uma placa de concreto (E ( .26000 MPa), apoiada sobre um solo de boa qualidade (E,,« 60 MPa): a relação entre os módulos acaba sendo muito elevada, J ÍOÍS o módulo de deformação da placa acaba sendo 430 vezes mais alta do que o do solo. Se entre os dois materiais for colocada uma camada de, por exemplo, brita graduada (ES|I e= 200 MPa), a relação E^E^ passa a ser aproximadamente de 130 e entre CS|/CS, próxima a 3.

Obviamente que a rigidez das diversas camadas não é função apenas do módulo de elasticidade delas, mas também da espessura1, mas parece razoável que, quando introduzimos uma camada dc rigidez intermediária entre a placa e o solo, o sistema passa a ser mais harmônico, controlando principalmente as deformações.

No passado, muitas rodovias de concreto apresentaram sérios problemas peta ausência de sub-base, sendo mais perceptível o formado pelo bombeamento, que é a perda de material fino da camada de suporte, expelido junto com água peta junta. O mesmo fenômeno ocorre em pisos.

Excetuando-se os casos muito particulares em que ocorra a concomitância entre baixas solicitações de cargas, subleito homogêneo, com boa capacidade de suporte, com ausência de material fino plástico e clima seco, é fundamental a presença da sub-base para se obter um produto final de ótima qualidade, Para tanto, são definidos neste capítulo os principais requisitos e tipos de sub-bases,

5.2 Funções da sub-base

As sub-bases possuem quatro funções fundamentais [Pitta, 13Í17);

Eliminar a possibilidade da ocorrência do bombeamento de solos finos plásticos.

O processo do bombeamento, ou pumping, é a expulsão dos finos plásticos de um solo através das

1 A rlgkleü de tirtiii c<im<Hlii v,<r.i,i coro d cubo tU turi es|)essiirii.

M.mual Oeidíiu (Fe Pisos Imluslri.iis

juntas, bordas ou trincas de um pavimento, diminuindo drasticamente a capacidade de suporte do subleito, uma vez que o fenômeno provoca profundas alterações no esqueleto sólido do solo; a falta de suporte adequado induz a maiores deformações tia placa, levando a níveis críticos as tensões de iraçào na flexão do piso, redundando na sua ruptura. O bombeamento está ligado a;

- existência de finos plásticos no subleito; - saturação do subleito; - juntas ou trincas no pavimento; - cargas intensas móveis.

A fim de prevenir o bombeamento, não são necessárias grandes espessuras de sub-base, i lá registros de pavimentos de concreto com sub-base de apenas 50 mm de espessura, apoiados em subi ei tos extrema-mente favoráveis à ocorrência do bombeamento, em que, mesmo após dez anos de trabalho sob con-dições severas de tráfego, o fenômeno não se manifestou.

O Brasil õ rico em exemplos negativos de como a ausência da sub-base pode reduzir drasticamente a vida útil de um pavimento rígido a, muito embora na grande maioria dos casos os pavimentos industri-ais encontrem-se em áreas cobertas, ainda assim é recomendável o seu emprego, pois durante a fase executiva há presença massiva de água, advinda, por exemplo, da cura do concreto ou mesmo das próprias operações de eoncreiagcm, Outro dado importante ê que a existência do camada granular impõe restrição à umidade ascendente, que é crítica quando o piso for revestido,

h) Evitar variações excessivas do material do subleito,

Os materiais de subleito, quando formados por solos expansivos, podem, em presença de água ou em sua ausência, sofrer fenômenos de expansão ou retração, que podem vir a induzir a uniformidade do suporte do piso, provocando deformações de tal ordem que, se não houver colapso, o rolamento ficará bastante prejudicado ante as deformações.

Nu caso em que o subleito é submetido ao processo de escarif cação e compactação, é fundamental a adoção de um rígido sistema de controle de umidade, que deve ser igual ou ligeiramente superior à ótima, resultando em uma camada cuja espessura final compactada seja de pelo menos 30 cm,

A tabela 3.2 (ver capítulo 3} apresenta a correlação entre o IP - índice dc Plasticidade, porcentagem de inchamento e grau de expansibilidade.

cf Uniformizar o comportamento mecânico da fundação ao longo do piso.

A presença da sub-base introduz dois novos aspectos ao comportamento mecânico do conjunto pavimento&fundação: primeiro, uniformizando o comportamento da fundação e, segundo, aumentan-do a resistência. Ao contrário do que se poderia imaginar, a uniformidade é o aspecto mais importante, sendo a melhoria da resistência apenas uma vantagem acessória, Tal fato origina-se a partir do seguinte princípio: a função do conjunto pavimento e terreno de fundação (Rodrigues e Cassara, 1998) é absor-ver as tensões de cisalhamento oriundas do tráfego de veículos ou de carregamentos estáticos.

A capacidade de absorção desses esforços e a conseqüente transmissão à cantada inferior é função direta do módulo de elasticidade de cada material; o pavimento de concreto apresenta módulo cie elasticidade elevadíssimo em comparação aos materiais normalmente empregados como sub-base e ao subleito, absorvendo a maior parle das tensões. Por exemplo, uma carga dc 54,5 kN aplicada em uma

24 Miinu.il (. H T Í I . H I (it; I'ÍM)'- Induslri.ifo

placa circular de 730 cm*, sobre uma placa de concreto de 20 cm de espessura, transmite cerca de 0,022 MPa à fundação {carga no interior da placa), para 0,75 MPa de carga atuante, ou seja, a placa de concreto absorveu em torno de 97% das tensões (Chikls, Colley e Kapernick, 1957),

Todavia, como no Brasil trabalha-se com pisos delgados, é importante observar que o comportamento do sistema subieilo&sub-base deve ocorrer no regime elástico, sob pena de danos à placa,

d) Incremento na transferência de carga nas juntas,

Esse efeito é devido à redução nas deformações da placa, pois apesar de a redução das tensões pela presença da sub-base nem sempre ser significativa2, a deflexio será sempre menor, pois varia inversa-mente com o coeficiente de recalque k,

Embora o pavimento rígido seja capaz de excelente performance mesmo sobre solos de baixa capacida-de de suporte, como os mais plásticos compreendidos entre as denominações A-5 até A-7, no caso dos pavimentos industriais deve ser feita uma ressalva relativa aos carregamentos permanentes - como as estanterias em áreas de depósito -, que podem levar a deformações, gerando fissuras nas áreas descarregadas, normalmente os corredores, causadas pelo momento negativo que ocorre na mudança de inflexão da linha elástica da laje,

Esse tipo de fissura tem causado aborrecimentos e indignações, pois eias acabam ocorrendo nas áreas menos solicitadas - visto que o carregamento pontual de esianterias supera, com raras exceções, as ações dinâmicas das empilhadeiras, Nestes casos, é recomendável a execução de um reforço do subleito, em espessura variável, executado com solo importado - o que muitas vezes pode ser uma excelente alternativa - ou o emprego de solo-brita,

O solo-brita, como o nome sugere, corresponde a uma mistura de solo com brita em proporções tais que permitam ganho expressivo da capacidade de suporte e muitas vezes são empregados inclusive como base de pavimentos flexíveis, devendo seguir necessariamente uma curva granel o métrica prsestabelecida (Yoder e Witczak, 1975), como as propostas pela AASIITO.

Em geral, a capacidade de suporte dessas misturas irá variar em função do teor de finos®, pois quando ele e muito baixo, ocorrem muitos vazios na mistura, cuja estabilidade depende exclusivamente do contato entre partículas; à medida que o teor de finos aumenta, tanto a massa específica seca quanto o CBR aumentam, até que, em determinado ponto, as partículas maiores perdem o contato entre si, passando a flutuar nas partículas finas, levando a um decréscimo tanto da massa específica seca como do CBR. f: interessante notar que os máximos das duas propriedades citadas não são coincidentes no teor de finos da mistura, sendo que o do CBR 6 obtido com teor ligeiramente mais baixo.

Para o efeito desejado do apenas reduzir a plastk idade do solo do subloilo, normalmente não são respeitadas curvas granulométricas com muita rigidez, pois adições de brita - normalmente se emprega a bica corrida'' - sempre elevará a capacidade de suporte do subleito, sendo freqüentemente emprega-dos teores que variam entre 30% e 50%. C) solo-brita pode ser empregado também com sucesso para o controle de solos sities expansivos.

I',irii liase* cimentadas, qnr apresentam elevado coçflcienie de recalque, redução das leiisSe* na placa poilrin ser significativas, 1 Ni» presente caso, considera-se como material fino aquele que passa pela peneira 0,07!i mm (íitXl), 1 A bic.t cfíffktj ('> um material resultante da hrilagrm, sem que haja preocupações de classificação grantilomílrica.

M.me.il Oerdaii de Pisos Industriais 25

No presente caso, recomenda-se a utilização cie solo-brita como base apertas em casos especiais, quan-do for possível o conlrole da umidade durante a fase de execução da obra.

5,3 Tipos de sub-bases

As sub-bases para pavimentos rígidos podem ser divididas em dois gru[>os (Pi tia, 1998): sub-bases granuladas e sub-bases estabilizadas. As gra nu lares podem ser do tipo de granulometria aberta ou fechada, sendo esta última a mais usual em pisos industriais; quanto às estabilizadas, as mais comuns são o solo melhorado com cimento, brita graduada tratada com cimento (BGTC) e concreto compactado com rolo (CCR).

No passado, as sub-bases de solo cimento foram bastante utilizadas, mas hoje se dá preferência ao solo melhorado com cimento, ou, quando necessária maior capacidade de suporte, à BGTC ou CCR. Outros tipos, como o solo-cal e as betuminosas, encontram uso pouco expressivo no nosso país.

5.3.1 Sub-bases gr anulares

As sub-bases granulares são geralmente compostas por materiais pétreos, havendo também a possibili-dade do emprego de materiais diversos compostos a partir de uma granulometria padrão (Rodrigues e Cassam, 1998), Nos grandes centros, o emprego rle material britado é mais comum e a granulometria deverá ser de acordo com a tabela 5.1 (DNER, 1997):

Pereira (mm) % Pjssonriíi A B C D E F

50 100 100 25 75 a 90 100 100 100 100 9,5 30 a £>5 40 a 75 50.185 60 a 100 4,8 2S,i55 30 a Ú0 a 05 50a 65 55 a 100 70 a 100 2 1 5 .1 40 20 íl45 25 a50 40a 70 40 a 100 55 a 100 0,42.1 6 a 20 15 a 30 15 a30 25 a 45 20 a 50 30 a 70 0,075 2 íi 8 3 a 13 5 a 15 10.125 6 a 20 Oa 25

Tal>cl.i5,1: CraiiLtlomçUia da Siril,igr,u!u,u).i

- a fração que passa na peneira n" 40 deverá apresentar limite de liquidez inferior ou igual a 25% e índice de plasticidade inferior ou igual a 6%; quando esses limites forem ultrapassados, o equivalente de areia deverá ser maior que 30%;

- a porcentagem do material que passa na peneira nü 200 não deve ultrapassar 2/3 da porcentagem que passa na peneira nMO.

A faixa tipo A é denominada de graduação aberta e permite o rápido escoamento cias águas que permearam o revestimento, enquanto a li, de graduação densa, é menos permeável e tem bom desem-penho em áreas cobertas ou quando o voiume de tráfego é baixo.

A espessura da sub-base a ser adotada é função direta do terreno tle fundação e do carregamento do piso, No caso apenas do controle do bombeamento, a espessura pode ser da ordem de 75 mm. Para pavimentos industriais, é recomendado no mínimo 100 mm, podendo ir até 200 mm,

A tabela 5.2 apresenta o incremento de k em função da presença de sub-base granular (Rodrigues e Pitla, 1997).

26 Manual Herdai! de fiüos Industriais»

Valor do suporte do sutil cito Coeficiente de recalque no topo do sistema (MPa/m), para espessura de sub-base Igual a (em)

CBR n % )

k (MPa/m) 1» 1.5 20 3(1

2 16 19 22 27 33

3 24 27 31 37 45

4 30 34 38 44 54

5 34 3a 42 49 59

6 30 42 40 53 65

7 41 45 50 56 69

8 44 40 53 60 72

47 52 50 63 76

10 49 54 58 65 79

11 51 50 00 67 01

12 53 50 62 69 04

13 54 59 63 70 05

14 50 01 05 72 07

15 57 02 60 73 06

16 59 04 68 75 91

17 00 05 09 70 92

10 01 06 70 77 93

10 02 07 71 78 94

20 03 00 72 79 9«

Taliela r>,2; Sub-bases granukits- incremento do coeficiente de recalque k

5.3.2 Sub-bases 1 ratadas com cimento

As sub-bases tratadas com cimento incorporam um ganho de qualidade ao pavimento como um lodo, pois quando comparadas às sub-bases de material granular, diminuem significativamente as tensões transmitidas ao subleito e, por conseqüência, as deformações do terreno de fundação.

A eficiência da sub-base pode ser, a priori, avaliada pelo módulo de elasticidade ou resiliente dos materiais que as formam, Na tabela ,r>,3 (Rodrigues e Pitta, 1997) é apresentada a faixa de variação usual para os diversos materiais empregados.

JVI.IIHM I Oeidau <[<• Cisus LM.lus.lri.iis 27

Solos tratados com cimento - SMC

O solo melhorado com cimento nada mais é do que um solo-cimento com baixo teor de ligante, variando entre 3 % e 6% em volume, ü SMC é executado com solos arenosos e o largo emprego desse material, por exemplo, com os solos finos arenosos, vem atestando a sua qualidade e facilidade de execução.

Tipo dc Material Perda dc Suporte (PS) Concreto compactado com rolo n = 7,QÜ0 MPa o 14,000 MPa 0 a 1

Hríla graduada tratada com cimento ü - 3.SÜ0MP.1 a 7,000 M P j 0 a 1

Gases iratadas com asfalto 1; - 2.SOO MPa a 2,100 MPa 0 a 1

Misturas estabilizadas com asfalto H = 280 MPa a 2,100 MPa i a 3

Solo-cal R = 140 MPa a 300 MPa 1 a 3

Híises ^ran ti lares E - 100 MPa a 300 MPa i a 3

Material fino ou subleito ü = 20 MPa a 280 MR i 2 a 3

Tahçla .1,3; Módulos resll lentes cie mnleriais para sub-base de pavimentes rígidos

O solo tratado com cimento também pode ser empregado para o controle de materiais expansivos, visto que o cimento promove sensível redução no índice de plasticidade, dependendo do teor empregado -que para essas situações pode chegar até próximo a 8% {Yoder e Witczak, 107:">>. Cntretanto, o emprego do cimento, com esta finalidade, acaba freqüentemente esbarrando em questões econômicas e também operacionais, visto que solos com essas características tornam difícil a adequada homogeneização com o cimento sem equipamento específico.

Em principio, qualquer solo inorgânico pode ser estabilizado com cimento, embora seja conveniente que o solo a ser tratado atenda a algumas características especificas (Rodrigues e Cassaro, 1998).

G teor de cimento necessário para estabilizar um solo é função de suas características físico-químícas e, na prática, pode ser mais rápida a execução de ensaios com teores de cimento variados, medindo-se uma propriedade mecânica da mistura, como, por exemplo, o CBR. A tabela 5.4 {Rodrigues e Pilta, 1997) apresenta o incremento cie k em função da presença de sub-base do tipo SMC.

Brila graduada traiada com cimento

Trata-se de uma sub-base intermediária entre o solo-cimento e o concreto compactado com rolo (ÍJalbo, 1993). A brita graduada tratada com cimento {8CTQ tem bom desempenho e aceitação como sub-base de pavimentos rfgidos, como os pisos industriais, e é particularmente interessante no caso dos pavimen-tos reforçados, que assumem baixa espessura de placa,

Este fato deve-se a que bases estabilizadas que apresentam elevado módulo de elasticidade, como o concreto compactado com rolo ou a BGTC, acabam trabalhando em conjunto com a placa de concreto em um sistema de placas duplas não-aderidas, onde a capacidade de absorção de esforços está ligada à matriz de rigidez de cada placa (I luang, 1993),

2IJ Manual Cicrd.w de Pisos Industriais

Valcir de suporte cio subleito Coeíicicnle de recalque no lopo do sistema (MPa/m), para espessura de sub-base igual a (cm)

CBR (1%)

K <MPa/m> 10 15 20

2 16 36 S4 69

3 24 50 72 91

4 30 60 84 107

S 34 66 92 117

6 30 73 99 126

7 41 77 105 133

a 44 &2 110 MO

9 47 115 146

10 49 119 151

i i 51 92 122 155

12 53 9S 125 159

13 54 96 127 162

14 56 99 130 166

13 57 101 132 166

16 58 103 135 172

17 60 105 137 174

IS 61 106 139 176

19 62 108 140 I7G

20 63 109 141 190

Tabela M t \ Jgb-basc de SMC - Sncrçmwiio çfe coeficiente de teeal<|ue k

Sob o ponto ile vista estrutural, a BCTC ê considerada um caso particular do solo-cimento e o seu incremento estrutural é avaliado, por falta de dados mais apropriados, com as curvas de SMC (Pltta, 1996), como pode ser visto na tabela 5.4, que acaba sendo um valor multo conservador; na realidade, em função dos módulos resilientes apresentados pela mistura curada e compactada, os valores seriam intermediários entre o SMC e o CCR,

As espessuras usuais situam-se entre 10 e 20 cm e a resistência à compressão simples aos 7 dias tem que ser superior a 3,5 MPa. Deve-se atentar para o limite superior (ia resistência, que, se for muito elevado, indicará que o mõduio de elasticidade irá ser alto e, neste caso, a base absorverá uma parcela significa-tiva dos esforços, A faixa granulométrica pode ser (Balbo, 1993);

M.mu.il Oeidau (Fe Pisus Industriais

Peneira % Passante as 100

70 a 100 9,5 50 a 75 4,8 35 a 55

0,425 ííaas 0,075 Oa 10

Talitla 5.5: Faixa miiutomítrica reeomendíivcl

A ABNT (ABNT, 1990) indica ainda as seguintes (imitações para a mistura;

* Desgaste por abrasào Los Angeles inferior a 40%; * Durabilidade da pedra: perdas inferiores a 30% e 20% no sulfato de magnésio e sulfato de

sód Io, respecti va mente; * índice de forma inferior a 2; * Equivalente em areia maior que 35%; * Espessura mínima da camada de 100 mm e máxima de 150 mm; * Resistência ã compressão simples superior a 3,5 MRa e inferior a 0,0 MPa,

Concreto compactado com rolo

O concreto compactado com rolo - CCR - é lalvez o mais recente material para a confecção de sub-bases, e seu surgimento decorre do sucesso que o material vem apresentando na confecção de barra-gens, com sistema executivo similar às barragens de terra,

Pode ser definido como unt concreto de consistência seca, que no estado fresco permite? ser misturado, transportado, lançado e adensado com equipamentos usualmente empregados em serviços de terraplanagem (Andriolo, 1989).

A diferença básica entre a BCTC - anteriormente definida - e o CCR está no consumo de cimento mais elevado deste e na náo-necessidade da observância do uma granulometria tão rigorosa; e, adicional-mente, pesquisas têm demonstrado que a energia de compactação é muito menos relevante do que o teor de cimento, que acaba governando as sua propriedades mecânicas {Trichês, 1994),

Muitas vezes confundido com o concreto pobre, o CCR pode ter consumos variados, sondo capaz de atingir resistências elevadas para diversas aplicações, podendo ser até empregado como camada de rolamento, como um pavimento rígido,

Na função de sub-base, admitindo-se que a faixa de variação do modulo de elasticidade (módulo de deformação elástica) esteja situado entre 7 GPa c> 14 GPa, levaria a consumos aproximados entre 80 e 120 kg/m-1, Nesta faixa de consumo (Trichês, 1994), a massa específica seca máxima estaria ao redor de 2.250 kg/m1 e a resistência à compressão, entre 4 MPa e 10 MPa.

O CCR apresenta a facilidade de ser fornecido pelas concreteiras em caminhões do tipo be tone ira, facilitando muito o seu emprego, devendo-se apenas atentar para que misturas secas podem se desagre-gar durante a descarga; a tabela 5.6 apresenta o incremento do coeficiente de recalque k (Rodrigues e Pi tia, 1997).

30 Manual ( H H I . U I ÍSsos Industriais

Valor ric suporte do mbkilo Coeficiente de recalque no topo rio sistema íMPa/ml, para espessura de sub-base igual a (cm)

CBR (1%)

K (MPa/m> 10 12,5 15

2 16 65 77 98

3 24 87 101 126

4 30 101 118 145

S 34 11, 120 158

6 38 120 138 169

7 41 127 145 177

6 44 133 152 186

9 47 140 159 194

to 49 144 164 198

11 51 148 168 204

12 53 152 173 209

13 54 154 175 211

14 56 150 179 216

15 57 160 182 219

16 59 164 186 224

17 60 166 186 226

ia 61 168 190 229

t9 62 170 192 231

20 63 172 194 233

Tabela 5,6; Sub-h.ise de COS incremento <k> coeficiente d® recalque k

Manual Oeidau <fe fisoK Intluslriiils 31

Tecnologia do Concreto 6

6.1 Introdução

Ao buscar elaborar unia especificação que atenda à necessidade de concretos para pavimentos industri-ais, é necessário que se entenda como o concreto é tratado no Brasil e quebrar uma série de paradigmas existentes sobre o assunto, que acabam sendo fomentados por falta adequada de informações ou até muitas vezes em função de ações comerciais.

A nossa atividade tem trazido a oportunidade de vi venci ar inúmeros casos em que há sérias patologias em pavimentos industriais, ou pisos como são comumente designados, notadamente naqueles em que não há projeto ou diretrizes especificas e o concreto do pavimento é tratado conto um concreto dc estrutura, cuja ênfase de suas propriedades se concentra exclusivamente na resistência.

Obviamente, para as estruturas, essa também não é a única propriedade importante, mas para pisos |n>d{'irnis dizer que essa característica sítua-se em importância a patamares similares à retração hidráu-lica e resistência ao desgaste.

Na realidade, sendo até um pouco mais incisivos, diríamos que a retração hidráulica lidera com mais do 95% o ranking das patologias encontradas nos pavimentos, e dentre estas é assustador o número de problemas que temos encontrado naquelas que se referem à retração inicial do concreto, a qual ocorre nas primeiras horas de concretagem.

O motivo disso é que essa propriedade, além de não ser controlada, acaba sendo influenciada por alguns paradigmas que contribuem fortemente para o seu incremento, Dentre eles poderíamos citar em primeiro lugar aquele que diz que, quanto maior for a resistência mecânica do concreto, melhor será a qualidade do pavimento.

Outro paradigma bastante crítico e comum de observamos é aquele relativo à especificação, além da resistência mecânica, de uma relação água/cimento mínima, f; lógico que cm algumas situações críticas pode alé ser importante controlar a permeabilidade do concreto, mas, por exemplo, para um centro de distribuição, não faz sentido a dupla especificação. Longe de ser uma especificação benéfica, a adoção de baixas relações água/cimento leva a um aumento da retração hidráulica pelo excesso de pasta de cimento na mistura, tornando o concreto susceptível à retração autógena (í lolt, 2000),

í fechando a lista dos grandes paradigmas, temos o consumo mínimo de cimento, sendo adotados valores elevados, acima de 350 kg/m', como justificativa para implementara resistência ao desgaste do concreto, muito embora não haja trabalhos científicos demonstrando a direta correlação entre os dois fatores, Na realidade, como veremos mais adiante, a resistência mecânica, principalmente à tração, é que governa essa propriedade e, como é de conhecimento geral, esta é influenciada pela relação a/c e não pelo consumo de cimento,

Mas, afinal, qual é o concreto ideal para pisos? É aquele que apresente as resistências - abrasSo, com-pressão e tração na flexào- exigidas em projeto, possua alta capacidade de deformação e alongamento

M.IIHI.II ticrdiiu (tf Pisos ImlusLri.iis

na ruptura, permitindo que ele se deforme e dissipe as tensões geradas pela retração e deformações térmicas a que o pavimento estará sujeito ao longo da sua utilização.

No mundo real, este concreto ideal não existe, talvez algum concreto de cimento modificado com polímero possa chegar próximo, mas a tendência é que, com o emprego de cimentos cada vez mais finos, o concreto real se afaste do ideal- Nossa busca é evitar que isso ocorra,

6.2 Resistência mecânica do concreto

Ü concreto empregado fiara pavimentos deve ter a resistência necessária, que é a especificada em projeto, Embora esta declaração seja óbvia, na realidade o que queremos enfatizar é que o emprego de concretos com resistências muito mais elevadas não trazem benefícios estruturais ao pavimento.

Por exemplo, um incremento do 70% traria um aumento na capacidade estrutural do piso em apenas 12% (Ringoe Anderson, 1992), e mesmo essa vantagem com certeza estaria sendo ofuscada pela proba-bilidade do aumento de patologias,

Para que possamos entender esse efeito, é necessário compreender os esforços envolvidos em uma placa de concreto apoiada em um meio elástico e que tem certa liberdade de movimentação, durante as primeiras semanas da execução, O concreto retraindo, irá promover o encurtamento da placa o este tende a ser impedido pelas forças de atrito que se desenvolvem com a sub-base,

Neste processo, quanto menor for o módulo de elasticidade do concreto, mais essas deformações elás-ticas poderão compensar o atrito e, mais importante, maior será a íluência ã tração1, permitindo o alívio das tensões geradas. Outro fenômeno associado com a retração é o empenamento do concreto, que será tratado mais adiante, que tende a ser mais elevado e danoso quando o módulo de elasticidade do concreto é maior.

Embora esses fatores sejam relativamente simples de ser compreendidos, surgiu no Brasil a idéia disseminada que o CAD-concreto de alto desempenho que é um concreto de resistências elevadas, embora não seja apenas essa a sua grande característica, poderia ser empregado em pavimentos com grandes vantagens, e o que se observou foram experiências desastrosas pelas elevadíssimas retrações experimentadas por esses concretos.

Mais que nas estruturas, a resistência mecânica do concreto deve ser otimizada para permitir a sua obtenção com valores mais adequados de materiais cimentidos e, para isso, a análise dos agregados também é muito importante.

A resistência do concreto está intimamente relacionada à resistência da pasta de cimento, do agregado e da interface pasta-agregado, sendo esta bastante crítica no caso de esforços á tração na flexão.

O primeiro fator a ser analisado é a relação água/cimento, a/c, ([Lie representa seguramente o principal parâmetro da resistência do concreto. Trabalhos experimentais indicam que a relação a/c explica, em média, 95% das variações da resistência à compressão; quando se trata do modulo de ruptura - resistên-cia à tração na flexão tem-se observado que a Lei de Abrams, quando considerada isoladamente, é insuficiente para explicar as parcelas mais expressivas dessa resistência {Bucher e Rodrigues, 1983), de vendo-se lançar mão de outros fatores, principalmente da aderência pasta-a grega do, que é fruto não só da resistência da pasta, mas também da textura e forma do agregado graúdo.

1 I ItiôricLi (í ,i deforma-lo COT1 o teniiMi qoe u concreto ajiresenla, devida a uin,i carga atuando [íefmüntJnlemiJfittV

34 Manual Cleid.ni de 1'ÍMÍS Industriais

Os agrega cios afetam notadamente a resistência à tração na flexão, devido principalmente à natureza minera lógica, forma geométrica e textura das partículas, Ensaios comparativos com seixo rolado, que possui superfície lisa, e calcário britado indicaram que nesie a resistência à tração na flexão pode ser até 25% maior para a mesma relação a/c (Kaplan, 1963), O mesmo estudo indica que, quanto maior foro volume do agregado graudo com relação ao total, menor será o módulo de ruptura, devido ao aumento da dimensão média do agregado total.

Quanto à forma, agregados com partículas que se afastam da forma esférica conferem ao concreto maior módulo de ruptura, pelo simples fato cie apresentarem maior área de contato com a argamassa e um melhor engaste, Esse afastamento deve ocorrer dentro de certos limites, sendo que a forma ideal 6 a cúbica. Concretos com agregados disformes (forma de disco) ou aciculares (forma de agulha) apresen-tam baixa resistência à flexão, além de facilitarem a formação de bolsòes, por dificultarem a saída da água exsudada, diminuindo a aderência matriz-agregado (Bucher e Rodrigues, 1983),

6.3 Resistência ao desgaste

Embora a resistência ao desgaste devesse estar também enquadrada no item precedente, pois não deixa de fazer parte das propriedades resistentes do concreto, preferimos tratá-la Isoladamente em função da sua importância no tema,

Podemos definir como resistência ao desgaste ou à abrasão a capacidade de o concreto resistir a esfor-ços abrasivos, de c.tráler superfk ial, ,i que ele estará submetido ao loií^o cie sua vicia útil. Sr nos concre-tos estruturais essa propriedade não é pratic amente exigida, nos pavimentos ela acaba assumindo muita importância, visto que estes sempre estarão sujeitos a algum tipo de ação abrasiva.

Estas solicitações podem ser de diversas magnitudes, desde as mais brandas, como o tráfego de veículos leves, até solicitações mais severas, como o tráfego intenso de pedestres, empilhadeiras industriais de rodas rígidas, veículos com rodas metálicas, arrastes dc cargas ou peças metálicas, que podem ser ainda mais incrementadas dependendo da quantidade de partículas abrasivas depositadas sobre o piso.

í interessante observar que, nos dois últimos anos, temos observado, com mais intensidade na região Sudeste do Brasil, o aumento expressivo dc problemas de desgaste excessivo, principalmente em áreas que no passa-do eram imunes a esse tipo de ocorrência, como as garagens de edifícios residenciais e comerciais,

Um dos motivos que poderiam explicar essas ocorrências é o baixo crescimento da resistência dos concretos após os 1V> dias de idade: no passado, um concreto comprado com resistência de 1 5 MPa podia facilmente atingir patamares bastante elevados, com idades mais avançadas, devido a caracterís-ticas de finura que o cimento apresentava; eesse falo acabava por compensar uma especificação inicial mal-feita para o concreto. Atualmente há pouco acréscimo na resistência em idades mais avançadas.

Outro fator importante são os agregados hoje disponíveis, muitos deles com excesso de finos que, por possuírem massa específica mais baixa, acabam aflorando na superfície durante o processo deexsudação e tornando-a menos resistente, O mesmo pode ser dito com relação às adições do cimento.

No estudo dessa propriedade importante, normalmente esbarramos em uma dificuldade operacional, que ê a falta de métodos de ensaio que permitam a avaliação precisa tanto do concreto como dos produtos de endurecimento freqüentemente empregados nos pavimentos industriais, O método de en-saio hoje disponível no Brasil (ABNT, 1992) foi concebido para argamassas de alta resistência, que eram polidas, deixando os agregados aparentes, conferindo a elas valores abrasivos elevados.

M . I I I I M I (íeidiiu <tv Plíos liukjstri.ils

Hoje, com o emprego de pisos monolíticos onde é feita apenas uma aspersão superficial de agregados de alta resistência (sistema clry-shâke), ou é aplicado sobre o concreto líquidos endurecedones, o aluai método cia ABNT costuma destruirá camada superficial endurecida, não permitindo uma boa avaliação desses produtos; além disso, há enorme dispersão entre os resultados dos poucos {quatro) laboratórios que disponibilizam esse ensaio. Portanto, há necessidade urgente de adoção de outro método de ensaio que permita a avaliação mais precisa da resistência à abrasão, pois é muito difícil executar uma especificação apenas com base qualitativa,

Entre os diversos fatores que podem influenciara resistência ao desgaste, o principal é a resistência do concreto, como podemos visualizar na figura G.1 (LIU, 1994), que mostra a perda |>or abrasão em ensaios disponíveis na ASTM, na qual observamos que, independentemente do tipo de ensaio, quanto menor a relação água/cimento, ou seja, maior a resistência, menor será a perda de massa do concreto. O mesmo autor (LIU, 1994) também apresenta resultados de ensaios com quatro agregados diferentes, na figura 6,2; comparando os ensaios de calcárioe quartzlto, observamos que este agregado ê mais duro e a resistência do concreto tem menos influência.

Relação águíVcirrerUo

F I G U R A & . I Í Ciei to da resistência mecânica sobre o deígaslc

21 26 35 42 43 56 63 70 (MPfl)

f ij ir.i fc.2: tnfl uénc ia da fCí istçnc ia de cqrc reto e das agregados na jjçrdá por abras,Io

Calcário Quartzlto Rocha sedimentar Chert

Manual (ierdnu de Pisos Industriais

Embora a resistência cio concreto determine a capacidade de o piso ser resistente? ao desgaste, existem outros fatores que podem influenciá-la; dentre eles, a exsudação pode ser um dos mais importantes, pois é capaz de alterar bastante a resistência superficial do concreto.

Vale a pena ressaltar que, quando empregamos apenas a resistência do concreto como ferramenta de controle da retração do concreto, podemos ter a necessidade da utilização dc1 valores muilo elevados em toda a espessura da placa, enquanto apenas a superfície tio pavimento estará sujeita aos esforços abrasivos,

Para evitar o emprego de em concreto muito resistente em toda a espessura da placa, é bastante comum a aplicação do revestimento de alta resistência ao desgaste, incorporado à superfície pelos sistemas do aspersão do misturas secas de cimento {dry-shnke), agregados (minerais ou metálicos) o aditivos, em taxas variando entre 4 kg/m* e 9 kg/m2, durante a fase de acabamento, ou mesmo pela incorporação de argamassas especiais - sistema úmido-sobre-úmido que conferem elevada resistência ao desgaste.

O uso dos dry-shakes tem-se popularizado bastante no nosso meio, existindo linhas de produtos com apelo estético, fornecidos em ampla gama de cores. Normalmente esses produtos permitem a obtenção de valores adequados, mas estão sujeitos também à exsudaçlo do concreto, pois variações nos teores de água na superfície podem alterar substancialmente a resistência superficial,

Dentro da linha da resistência mecânica, podemos inferir que os métodos executivos que afetam essa propriedade acabam também contribuindo para a durabilidade do piso, Por exemplo, acabamentos executados com equipamentos mecânicos apresentam resistência ao desgaste muito superior àqueles acabados manualmente (LIU, 1994); da mesma forma que contribuem, essas técnicas podem piorar o desempenho, caso se empreguem procedimentos inadequados, como lançar água sobre a superfície durante a fase de acabamento ou deficiências nos processos de cura.

6.4 Retração do concreto

A retração tio concreto vem sendo um dos temas mais importantes para a evolução dos pisos industriais e, por este motivo, deve ser o mais estudado e pesquisado por aqueles interessados no assunto, quer sejam tecnologistas do concreto, projetistas de pavimentos, executores e fornecedores de insumos.

Sc a retração do concreto não for levada em consideração, teremos o insucesso do projeto em função das inúmeras fissuras presentes; e quando adequadamente considerada, representa parcela significativa nas taxas de reforço. A título de exemplo, em um pavimento continuamente armado, emprega-se taxa do armadura entre 0,4% o 0,0%, e ainda é possível observarmos fissuras, Para controlá-las integralmen-te, o pavimento deveria ter taxa de armadura - relação entre a área de aço e da seção da placa - da ordem de 1 % (WRI, 1996); apenas para comparar, em um piso industrial com placas modestas, digamos até 12 m, essa taxa de armadura é inferior a 0,1%.

Infelizmente a realidade que enfrentamos hoje é muito diferente: pouco se tem pesquisado sobre o assunto e muito menos importância tem-se dado a ele. Freqüentemente temos testemunhado depoi-mentos de profissionais do setor que acabam simplesmente culpando as condições executivas ao invés de buscar as causas verdadeiras do problema, Acredita-se que isso venha ocorrendo principalmente porque temos novas formas de patologias que ainda não sabemos explicar adequadamente, principal-mente aquelas relativas às primeiras idades do concreto (< 24 horas) em um estágio em que a adoção tie reforços como telas ou fibras de aço ainda não apresentam uma aderência efetiva com a matriz a ponto de restringirem a abertura das microfissuras.

M . I I I I M I ( Í M L I U - I (FE Pisus liuhjstri.ILÜ

Alé a década de 1990, analisar as patologias referentes à retração hidráulica era tarefa relativamente simples, pois as fissuras tinham comportamento perfeitamente previsível, funcionando como juntas -eram inclusive paralelas a estas -, denotando ou atraso no cone das juntas, ou reforço inadequado para o comprimento da placa, ou posicionamento inadequado das armaduras. Com o aprimoramento cias técnicas de dimensionamento e executivas, podemos considerar que houve drástica redução nesse tipo de patologia, mas surgiram outros tipos de fissuras, que só podem ser explicadas pela retração nas primeiras idades (Holt, 2000], ou melhor, nas primeiras horas,

Essas fissuras não devem ser confundidas com as fissuras de retração plástica, que ocorrem no estado plástico cio concreto, quando temos a Incidência dc? ventos na superfície e que possuem características peculiares, ocorrendo em grupos de fissuras paralelas entre si e ortogonais ao vento predominante. As fissuras a que nos referimos ocorrem quando o concreto já não está mais plástico e podem ser causadas tanto por retração hidráulica ou autógena - aquela que acontece sem que haja troca de umidade com o meio ambiente,

Essas fissuras apresentam comportamento na formação completamente aleatório, criando um padrão de fissuras difícil de imaginar como se iniciou, fi muitas vezes essas fissuras estão muito próximas a juntas serradas, evidenciando que ocorreram antes do corte e que eventuais reforços empregados para combatê-las ainda não estavam atuantes.

Robert Yuerberg (Yuerberg, 1907} há mais de quinze anos alertou sobre a influência das alterações nas características cios materiais, condições ambientais que estariam levando grada ti vãmente ao aumento da retração hidráulica do concreto; também alertou com muita propriedade que o emprego de especificações excessivas, resistências muito elevadas e concretos cie abatimentos exagerados acabam contribuindo para esse problema.

Embora abordagem similar já tenha sido feita em artigos de Congressos anteriores (Rodrigues, 1997, e Rodrigues e Montardo, 2001), iremos novamente abordar fatores que afetam a retração do concreto, mas considerando tanto a retração hidráulica clássica como a que ocorre nas primeiras horas.

Temperatura

Nós brasileiros, talvez pelo fato de estarmos acostumados com o nosso clima, consideramos geralmente perfeitamente normal uma concretagem com temperatura ambiente de 30"C. Freqüentemente quando se pergunta aos técnicos das concreteiras quais os procedimentos que serão empregados para enfrentar a concretagem sob temperaturas elevadas, a resposta-padrão é: empregaremos aditivo retardador de pega(!), como se isso fosso o suficiente para controlar os malefícios da temperatura, que irão redundar na perda de água do concreto.

Obviamente que essa posição não é compartilhada por todos os produtores de concreto, mas a maioria acredita que retardar a pega cio concreto é a solução, enquanto a verdade é bem diferente. Condições climáticas adversas -• vento, umidade relativa do ar, temperatura ambiente e do concreto - afetam drasticamente a retração do concreto e esse efeito pode ser medido pela taxa cie água evaporada, conforme mostrado na figura 6,3 (Holt, 2000],

Mais didática ainda pode ser a figura 6,4 (Holt, 2000), que apresenta o comportamento do concreto para três condições cie evaporação bastante distintas, f! interessante observar que após as primeiras 24 horas, a curva de retração 6 bastante similar para as diferentes condições de evaporação.

3 ti Jv1.mu.il (n'ul,ui ()[.' I'ÍM)S linJutlri.iis.

•

• . jS •

0 1 2 3 4 Evaporação (kgfm1}

rijara 6,3; Eva|KMaç5o x rei ração na* primeiras idades

| 3 f . f 1<

-

Vento

— — Úmido --

1 4 6 12 1 14 20 42 56

Horas Dias

Figura 6,4

As condições que devemos seguir paro concretagens em climas quentes são perfeitamente definidas (AG, 1999)/ mas algumas providências simples podem ser tomadas sem custos adicionais e que benefi-ciam muito o concreto, como: não empregar cimento quente, manter os agregados na usina sempre úmidos, permitindo o seu resfriamento, durante o transporte não empregar rotações muito elevadas no caminhão-be tone ira, efetuar as concretagens cm horários mais frescos do dia e manter o concreto protegido da incidência de ventos.

Agregados

Os agregados podem interferir na retração hidráulica do concreto por duas vias diferentes. A primeira pela sua qualidade, pois agregados sujos ou com excesso de materiais pulverulentos ou com caracterís-ticas desfavoráveis podem aumentara retração entre 25% e 7!>% [Ylterberg, 1987). Um fato verdadeiro nos grandes centros consumidores é a escassez de agregados de boa qualidade, havendo a dissemina-ção do emprego de agregados com excesso de material pulverulento e, como a resistência do concreto pode ser mantida mesmo com o emprego deles, acabam passando desapercebidos.

A pasta de cimento com liberdade total de movimentação chega a ter retração quatro a cinco vezes superior ao concreto (Ytterberg, 1987), e essa diferença pode ser explicada pela restrição que os agregados impõem à movimentação da pasta; este fato vai estar associado com o módulo de elasticidade dos agregados.

A outra vertente é relativa aí) volume em que eles estarão presentes, pois sendo a pasta de cimento o agente causador da retração, quanto menor for a sua quantidade, melhor será o desempenho do concreto. A quantidade de pasta deve ser suficiente para preencher os vazios dos agregados e estes variam também com a dimensão máxima empregada, que não deve ser superior a um terço da espessura da placa.

A 1 . I I H I . I I (ii?i<laii D U 1'isus Imluslrkiis. :í<I

C o m o nos pavimentos industriais a linha prioritária do dimensionamento está embasada pela Escola Euro-péia (Rodrigues, 2004), que privilegia espessuras delgadas, acabamos ficando limitados na brita do dimon-sào máxima de 32 mm, mas os executores preferem sempre trabalhar com britas de dimensão máxima de 19 mm, o que acaba aumentando as variações volumétricas do concreto, for exemplo, a mudança da brita de 40 mm para a de 19 mm impõe um aumento na retração de até 25% (Harrison, 2004),

Finalmente, há agregados que podem alterar o comportamento da retração do concreto em função da capacidade de absorverem água, bem como aqueles de baixo módulo, que acabam impondo pouca restrição à movimentação da pasta no concreto,

Cimento

Sem dúvida, o cimento é o grande fator que controla a retração do concreto, pois, efetivamente, é d e que sofre as variações volumétricas relativas à perda de água. Apenas esta revelação já define um ponto importante: quanto maior o consumo de cimento, maior será a retração do concreto, mantidas <is demais condições.

Outro fator importante refere-se à finura do cimento, pois quanto maior ela for, mais influenciará na retração. Esta influência não se deve apenas ao maior consumo de água que ele exigirá - devido ã maior área específica de suas partículas-, mas principalmente devido ao efeito restritivo das partículas maio-res sobre a retração. Explica-se; da mesma forma que os agregados reduzem a retração total do concre* to, pela restrição à movimentação da pasta, partículas mais grossas de cimento, que não se hidratariam nas primeiras semanas, poderiam fazer o papel dos agregados,

Cimentos com adições de escória de alio forno e pozolanas tendem a ser mais retrateis do que o cimen-to portland puro, podendo chegar em acréscimos de ate 20% para cimentos po?olãnicos e em até para o caso da escória (JMeville, i 997),

Com relação ao comportamento da retração em relação ao teor de água do concreto, é bastante claro que quanto maior ele for, maior a retração total, conforme mostra a figura 6.5 (PCA, 2002), Um pouco mais difícil de compreender á que a relação a/c pode não ter grande influência na retração total, pois quando ela é muito baixa, observa-se um aumento expressivo na retração autógena.

Água (kg/m*)

Figura Consumo de água c a rrtraçito do concreto

40 MHI IHJL I I ( H T Í I . H I di" Pisos luduslri.iis

A retração autógena ocorre sem que haja troca de umidade com o meio ambiente, pois a água que está presente nos poros capilares reage com o cimento e a sua saída dos poros acaba gerando a retração, Portanto, podemos inferir que quanto menor a disponibilidade de água (menor a relação s/c), maior será a retração autógena.

Pbr exemplo, para um concreto com a/c igual a 0,3, cerca de 52% da retração total será de natureza autógena e 48% de retração por secagem - que ocorre com perda de massa, fxiís a água evapora, Para relações a/c superiores a 0,53, a porcentagem (ia retração autógena passa a ser desprezível (Burrows, 1990).

6.5 Recomendações para escolha do concreto

Conforme já citado anteriormente, a escolha não deve basear-se exclusivamente na sua resistência mecâni-ca, mas também atentar a outros pontos importantes, como a trabal hábil idade - que irá depender dos métodos de mistura, lançamento, adensamento e, principalmente, de acabamento do concreto - e a durabi-lidade, que será fortemente influenciada pela retração hidráulica, exsudação e resistência ao desgaste,

a) Consumo dc cimento

O cimento não é só importante como agente gerador de resistência mecânica no concreto, mas tam-bém tem uma função primordial na trabal hábil ida de; suas partículas ultra finas atuam como verdadeiros rolamentos, reduzindo o atrito entre as outras maiores, como as da areia (Rodrigues, 1990), além de aumentar a coesão da mistura fresca, reduzindo a exsudação.

Essa função não é cumprida apenas pelo cimento, mas também pelo ar naturalmente ou artificialmente incorporado durante a mistura, e ainda por outras partículas, supostamente inertes, inferiores a 0,15 mm (Meville, 1982}, ou mesmo pozolanas ou escória básica de alto-forno. Em vista disso, recomenda-se (PCA, 1983} como teor mínimo de finos os valores da tabela Ô.1.

Dimensão Máxima do Agregado Teor dii$ finos

12 15 300

19 320

12,5 350

Tabela 6.1 :Tew mínimo de íl nos

Quanto ao consumo de cimento, ele deve ser suficiente para permitir um bom acabamento superíit ial, mas quando empregado em excesso acaba contribuindo para o aumento da retração; preferencialmen-te deve atender aos limites da tabela 6.2 (ACI, 2004).

b) Dimensão máxima característica

Quanto maior for a dimensão máxima característica do agregado, menor será o consumo de cimento, mas, por outro lado, como já mencionado, o módulo de ruptura tende a diminuir com o incremento, e o acabamento é facilitado pela redução da dimensão máxima. Esses fatores induzem que a dimensão máxima não pode ser superior a 32 mm, devendo ser preferencialmente 25 mm ou 19 mm, sem ser maior do que 1/3 da espessura da placa.

J V I . I I H M I Oeiíl.IU (TE Cisas Industriais 41

Dimensão Máxima do Agrc^adu Consumo de Cimentei {k^/ni1) (mm) Mínimo Máximo 37,5 280 330 25 310 360 19 320 375

12,5 350 •105 360 415

Tabela 6,2: Consumos cie c imento recomcixlados

O agregado graúdo deve s^r preferencialmente composto por duas faixas granulo métricas comerciais, como 50% de brita i e 50% de brita 2, ou 70% de brita O e 30% de brita i, de modo a reduzir o volume de vazios do agregado composto, permitindo a diminuição do teor de argamassa (Rodrigues, 1990),

c) Abatimento (Siunip)

O surgimento dos pisos de alto desempenho, caracterizados por elevados fndices de planlcidade e nivelamento, força o emprego tle concretos mais plásticos, situados entre 70 mm e 100 mm. Isso ocorre pela necessidade de se re-trabalhar o concreto durante o período de dormência, que antecede a pega.

O emprego de aditivos, nesses casos, deve ser feito com cautela, evitando-se os superplastiíicantes, tomando-se como referência a curva de perda de trabalhabilidade do concreto, para garantir o re-trabalho necessário. O abatimento do concreto deve ser preferencialmente empregado próximo dos 50 mm, nSo devendo excedera 100 mm,

cl) Resistência

A rosistôni ia à tração na flexào necessária r critério de prnjHo, imposlo polo c.ilt ulisia. 1 interessante observar que a sua influência na espessura da placa pode não ser tão grande como se imagina.

Por exemplo, um incremento cm tomo de 70% na resistência à compressão, passando de 21 MPa para 36 MPa, leva à redução de apenas 12% na espessura da placa (Ringo, 1992}.

Para os pavimentos estruturalmente armados, onde a influência da resistência na taxa da armadura é menos expressiva ainda, o falo de se usar resistências mais elevadas reside na questão da durabilidade superficial, ou seja, resistência ao desgaste. À tabela 6,3 (ACI, 2004) indica os valores mínimos de resistência em função (ia utilização do piso e de seu revestimento, se houver.

Classe do 1'iso Resistência Mínima A C<llll|>A'Mi<l<i (Ml'it)

1T 2 o 3 21 5 f 6 24

7 KUl lMll.)! 24 7 ioverlay aderido) 35

8 torarto>> nãn-adtKi(io) 28 9 Superplano 28

TaljíIa ú.3: Residência min Imã (Io corvcrcto

42 •M.niu.IL ( H H I . U I ( Í Í ; Pisos lnduslriuiis

Materiais Básicos 7

7.1 Cimento

No Brasil, hoje, encontram-se normalizados cinco tipos de cimento portland, dependendo do tipo do teor dc adição, denominados CP-I a CP-V. O CP-I corresponderia ao antigo cimento portland comum, hoje raramente produzido, que tem as suas adições limitadas praticamente ao gosso.

O cimento CP-II é um cimento composto, isto é, à sua composição, além do clinquer portland, são agregada* além do ^esso adições ativas como a escória do alto-forno1 [CP-ltE), pozolana- (CP-II Z) o filer calcário (CP-II F),

Os cimentos CP-III e CP-IV correspondem aos antigos cimentos portland de alto-fomo e pozolânico e diferem do CP-II E e CP-II Z pelo teor das adições. Finalmente, o CP-V é um cimento que tem como principal característica a alta resistência inicial, podendo também ser encontrado na forma CP-V RS, que apresenta resistência aos sul fatos pela incorporação da escória de alto-forno.

As classes - níveis de resistência - podem ser 25, 32 e 40, que correspondem ao mínimo da resistência em MPa aos 28 dias dc idade, exceto para o CP-V . Na prática, a classe 25 não é mais produzida e a tendência - com o aprimoramento do processo produtivo - será de existir apenas a classe 40; na tabela 7.1 são apresentadas as características físicas dos cinco tipos de cimentos (ABCP, 1994).

Nos últimos anos têm aparecido algumas patologias, como a delaminação superficial (figura 7.1) e alguns tipos específicos de fissuras que são creditadas ao cimento (Suprenant e Malisch, 1998) e são relativas às adições. No Brasil tem-se observado este mesmo problema em obras que se empregaram cimentos com elevado teor cie escoria de alto-forno, embora isto não seja uma regra.

Os cimentos com adições têm como ponto negativo os elevados tempos de pega, sendo desfavoráveis quanto ao acabamento e ao longo intervalo cm que a exsudação pode ocorrer, aumentando a probabi-lidade (ia ocorrência de fissuras plásticas, que acontecem na fase inicial do endurecimento do concreto, quando este ainda se encontra no estado plástico, Para os cimentos de classe 40, observa-se uma rever-são positiva nesse quadro,

Como ponto positivo a destacar, os cimentos com adições mostram melhor desempenho em face dos ataques químicos (Frohnsdorfí, 1984), notadamente os de escória de alto-forno, que também têm tendência a maior resistência à tração na flexão para um mesmo nível de resistência à compressão. Paradoxal mente, esses cimentos não apresentam comportamento de resistência abrasão compatível com suas características anteriormente citadas,

1 A eHÓri.i gTiUiiiladi de allii-lbnl» 6 I M I siibfinxlLilo da fabricação tk> aço e apresento e(im|K»içào química similar ,MJ < I Í I K J I K T , («STINH m forro» vil km, sendo considerados rimcriHos lalfrutes, cuja ativação ooom' |*»U |ww«r»çci do nkirtiKkk) c te cdldo liberado iw hidratarão cl» droeril» |xjtll<ind, • Malcrl.lls |)OJCOIAOICOÜ d o aquele» (|W por si sfi não [Missueni atividades cimeiiliVeas 111,1* que su> i,i|»,i/i'i» ílc M' mmhiliiir «uni 0 hidróxido tle rã lei», formando corii|>miQs similares ,10 do ririemo fjortlnnd hidratado. 1 As classes 2$, 32 t 40 11,lo se aplicam ao cimento (!I'-V, embora sen nível dc resislèiicla final ultftpMM a classe 40b

A1aiui.ll (leidau (Fe Pisos Industriais 43

Fi^urj 7,1: AsjM-ctOF (i.i (lel.imin^.io (SjjjraiameM.ilIschi, 1MB)

7.2 Agregados

Os agregados representam em média cerca dc 70% da composição do concreto e isso 6 um indicativo da importância que eles representam nas suas propriedades.

inicialmente, imaginava-se que eram inertes, mas hoje é sabido que alguns tipos podem reagir com o cimento, algumas vezes de maneira favorável, melhorando, por exemplo, a aderência com a matriz de pasta de cimento, outras dc modo deletério, como as reações do tipo álea li-agrega do ou álcali-carbo-nato, que produzem géis expansivos, capazes de destruir a estrutura do concreto. Felizmente, para os pisos, a ocorrência dessas reações exige algumas condições específicas, como presença constante de água, nem sempre observadas.

44 M . M U J L ( K T Í I . H I DI.1 Pisos liukMri.ii*

Tipo de Finitfa Tempos de

IKW rs|),ni>iltiliri,nti kcsislcnch! compressão

cimento |)f)rtlaitd

Classe Resíduo IU peneira 7 3 > J M

1 % )

A Í Í M

específica (rnVIífil

Início th)

Fim (b)

A ífiu (mm)

A (|iK'ii!e (mm)

1 dia (MPa)

3 dias (Ml*,IÍ

7 dias (MPa)

dias (MPa)

01 dias (MP , I)

25 £240 £ 8 , 0 È 15,0 £

CP-! £ 1 2 , 0

CÍM S 32

40 £ 10,0

£26(1

£260

£ 1 £10* i S ' " £ 10,0

£ 15,0

£ 20,0

£25,0

i 32,0

£ 4(1,0

Cf. II t 25 £ 12,0

i2.|0 £ 8 , 0 £15,0 £25,0

CP-II 7. 32 i2&0 £ I £ 10"' í 5'" £5 * £ 10,0 £ 20,0 £ :i2ro •

CP-II 1" ao £ 10,0 i 2'60 £ 15,0 i 25,o

25 £ 8 , 0 a i5,o £ 2S,0 a i2,o'"

E I 1 - T U 3 2

40

£ > £ 1 2 ' " £ 5 £ 10,0

£ 12,0

A 20,0 £ 23,0 £ '1:1,0

£'10,0'"

£48,0"

Cf-iv" 2 5 È 11,0 S l 5,0 S 2 5 , 0 s :i2,o"' £fl,0 • £ 1 £12'" í S ' " •

32 £ 10,0 £ 20,0 £ 3 2 , 0 £ 1 0 , 0 " "

CP-V ARI i 6,0 £ :>otj £ 1 £10"' £5'" £ 5 £ 1 '1,0 £ 24,0 £ 34,0 - -

TaUcla 7.1: Exigências físicas c mecânicas

O emprego dos agregados ria fabricação do concreto pode ser resumido em três motivos básicos: (a) a óbvia redução de custos, já que esses materiais são bem mais baratos que o cimento portland; (b) contribuir para o aumento da capacidade estrutural e do módulo de elasticidade do concreto e (c) controlar as variações volumétricas, principalmente as advindas da retração hidráulica do cimento,

Da mesma forma que nos solos, as imensas dimensões territoriais do nosso país faz com que a diversida-de dos agregados também seja grande, tornando-se muito importante a avaliação de suas propriedades, que são regidas pela norma NHR 7211 - Agregados para concreto (ABNT, 1990). De maneira geral, se um determinado agregado pode ser empregado em concreto convencional, elo poderá ser utilizado para os pavimentos industriais; as exceções são apresentadas nos itens a seguir.

Os agregados podem ser classificados como naturais, quando não necessitam de processo de benoficiamento, caso das areias e seixos rolados e os artificiais, como a pedra britada. Sob o ponto de vista do granulometria, os agregados podem ser subdivididos em miúdo e graudo; no primeiro caso, geralmente denominado como areia, a dimensão máxima característica é de 4,8 mm, e os graúdos são aqueles que apresentam partículas acima dessa dimensão.

1 Ensaio faculiailvo, t loiras ,is [Kitlces scí exijiidis «uilH» i.ibi • - hiilralaçáfi, inibiam tia rX|).Mls.u» devid.i ,'i H-I.H.JI» òk .ili iijne}».iil<>. resistência .1 meios agressivos, tempo máximo rle início (le 1'ega.

J V L H H L I I Oeid . IU (te Pisos Industriais

Agregados miúdos

Uma grande parcela da areia empregada no iJrasil é natural, extraída de rios ou de cavas (depósitos naturais), mas legislação ambiental cada vez mais rigorosa tem procurado incentivar o uso das artifici-ais, oriundas do processo de britagem de rochas estáveis. Quanto à granulometria, as areias classificam-se em quatro faixas, indicadas na tabela 7,2 (ABNT, 1990),

O agregado miúdo apresenta forte influência sobre a trabalhabilidade do concreto: no caso do empre-go de material muito fino, isso irá facilitar as operações de acabamento e a exsudação do concreto estará mais bem controlada, mas haverá incremento na demanda de água do concreto, o que implica dizer em aumento da retração hidráulica.

No outro extremo, a adoção de areias grossas dificultará o acabamento, tornando a mistura áspera, de baixa trabalhabilidade e favorecerá a exsudação do concreto, muito embora possa ocorrer redução do teor de água do concreto. Arcais artificiais costumam produzir o mesmo efeito, e em função disso geralmente são dosadas em conjunto com areais naturais finas, que irão suprir a deficiência de finos.

Penei rn (mm) % Relida Acumulada Penei rn (mm) Fina Módia Fina Média Grossa Grossa

6,3 0,i 3 0 a 7 OÍI 7 0 . 1 7 '1,6 0 a 5" Oíi 10 On t1 On 12 2,A 0 a 5" 0.1 1 5" 0 2 5 " 5 ' ,1 40 1 , 2 0 ÍI 10 •• 0 a 25" 10" a-15 " 30"' a 70 0,6 0 a 20 J l a 40 41 a 65 66 ,i 85 0r3 50 a 85" 60' a 08" 70" a 92 " 00" 05 0,15 esa"íi loo 90' a 100 90"" n 100 00' .-i IOO

,1) rode haver uma Nsterânda dc n» m.txlmo !> unidades fxirceniip.ils cm uni só dõ* limik's mareados nun (a) <m ser disiriliuíitns em vikios deles, b) ÍVira (i alegado resultante dc lirltagem, limite |xi(b,1 ser dc flt)%,

U.íljfLi Granulonlétrin d .n areias de acordo cum a ABNT

Outras características importantes que devem ser observadas são relativas às substâncias nocivas presen-tes no agregado miúdo, conforme apresentado na tabela 7 3 (Rodrigues, 1989). Muitas vezes, a simples observação cia coloração (ia água proveniente da lavagem da areia fornece informações preciosas.

7.1 Substância JMucíva LI mi lo máximo Torrccí dc argila (%) 1,5 Material carbonoso' <%> 0,5 Material pulveru lento (% ! 5,0 Impurezas ornJi nicas. (ppm) 300

Tabela 7.J: Substâncias nocivas do n re ado miúdo

Agregados graúdos

Os agregados graúdos irão afetar mais as propriedades do concreto endurecido, como a resistência mecânica, notadamente h tração na flexão, módulo de deformação e a retração hidráulica.

'• ASIM [ "!:); S|H'dfír,i[(Qii«i for concrete ajjgreg.ilos.

Manual ticrd.io de Pisos Industriais

O pape1! do agregado na retração ó simplesmente porque cie praticamente não se retrai7, e quando adicionado à argamassa acaba promovendo uma redução nas variações voiumétricas por dois mecanis-mos; o volume relativo de material disponível para retração diminui e, por estar incorporado à massa, acaba promovendo um confinamento,

Para o módulo de deformação do concreto, os agregados em geral apresentam forte influência, mas para os agregados oriundos de rocha a diferença relativa em função das características minera lógicas não promove mudanças a ponto cie causar algum tipo de preocupação para a grande maioria tios casos.

Já para a resistência à tração na flexão é bastante afetada pela natureza mineralógica, forma geométrica e textura superficial dos grãos, Concretos executados com agregados lisos, como o seixo rolado, apre-sentam resistência à tração na flexão invariavelmente mais baixa do que quando feitos com agregados texturados {Bucher e Rodrigues, 1 C?B3J,

Agregados basálticos, em função basicamente da forma dos grãos - alongados -, geram concreto menos resistente (tração na flexão) do quo os grarvíticos, fissa característica Impõe limites severos no fator de forma dos grãos - que nada mais é do que a relação entre a sua maior dimensão (comprimento) e a menor (espessura), Para concretos convencionais, o limite normalizado é 3, mas quando se exige resis-tência á tração na flexão, deve-se buscar valores mais baixos.

Resumidamente, as principais recomendações para a escolha do agregado graúdo são (Pina e Carvalho e Rodrigues, 19ÍJ1}:

a) dimensão máxima característica entre 1/4 e 1/5 da espessura do pavimento;

b) fator de forma inferior a 3, preferencialmente o mais próximo â forma cúbica;

c) agregado lavado, sem a presença cie materiais pulverulentos;

d) o agregado deverá ser preferencialmente britado.

Em função da limitação de dimensão máxima relativa à espessura da placa, geralmente é empregada, no máximo, a brita 2, com misturas entre 0 e 1. As granulometrias dessas faixas são apresentadas na tabela 7.4 e demais restrições, na tabela 7.5 (ABNT, 1990).

l eneira (mm) % relid.i acumularia {em massa) l eneira (mm) Brita d Rrita 1 lírit.i 2 12 0 25 0 0-25 19 - 0- 10 75 - HK)

12,5 0 - 90- KW <J,S 0 10 ÍS0 100 95- 100

92 100 4,6 00 - 100 95 - 100 2,4 95 - 100 - -

Talida 7.4: limites HMiiulomíl rico* das lata 0, 1 e 2

A rei ração do agregodo está ligada .1 sua rapai: idade (te absorver .fgua, e para as foçlias íjgneas CHI ri leuruór ficas, como o granilo, eiiaisse, IhiSailld, i ali itriti, ele,, (• desprexfwM. Ijilrel.into, para algumas toebas sedinierilares, emicreçAes latWMGM 8 jgWgidM leves arllííciais ou naturais , ,1 retração atinge níveis im|H)rlanles.

Manual Oeidau (Fe Pisos Industriais 4 7

Substância Nociva limite máximo Torrões de argila e partículas friáveis (%) 1,5 Material carbcnoso" (%) 0,5 Material pulverulento (%) 1,0

Tabela 7,5: Substancias nocivas do agregado graútto

Para a composição gra nu Io métrica dos agregados graúdos e miúdos, a adoção dc curvas granulométricas de referência é uma alternativa como primeira aproximação, pois o comportamento reoiógico do concreto fresco acaba sendo afetado por outras características (ias partículas, como fator de forma e textura superficial; como diretriz básica, o A G 302, IR (ACI, 2004) sugere a faixa de distribuição indicada na figura 7,2,

Distribuição granulométrlea 30. - . 26 ! z s f \ j r Original 24 4 - + — | • •—«relida

20 " f i V

-1 8 — í - H x t - j r - A J -s 16 — r - f - - r / A - v — A H - ^ -

10 / f Y ™ 3 " W v — T f 8 I 7 V r \ e /r \ \V 4 -J-ÂL. _ v^ V V ; 2 1/ 0 53' 32 25 19 12.5 9 4.0 2.4 1.2 0,6 0.3 0,15 0,075

Panslra Porcentagem da composição granulomátrica

ratlda em cada peneira

Figura 7.'l\ Faixa granutOiTKltrica AO 302.1 R

7.3 Fibra sintética

Fibras plástica?

O emprego de fibras sintéticas, como auxiliares no combate ou redução das fissuras de retração plástica, tem sido largamente difundido por diversos pesquisadores, embora o mecanismo pelo qual isso ocorre não seja bem conhecido. H l vertentes que advogam que os complexos mecanismos da pressão dos poros capilares desempenham importante papel na redução da retração e, conseqüentemente, das fissuras, enquanto outros preferem atribuir ás fibras a redução dos efeitos danosos da retração (Padron et al; 1990). Provavelmente e pelos resultados de pesquisas experimentais, ambas teorias são válidas, sendo que a questão da redução da porosidade capilar irá afetar basicamente a retração por exsudaçâo, enquanto a fibra, como material de reforço, deve atuar nos estágios subseqüentes, quando o módulo de elasticidade da fibra plástica for superior ao da pasta de cimento (Rodrigues e Montar do, 2002).

" á S T M C!3: SpftIficnllons for concrete aggrefjíUes,

Distribuição granulotrétrica

_

t V- • relida

/ — — — — \

1 1 * í \ 1 í / \ j ! V: \

t (

Vt i

h

/ / i

h 4

\ \ \ \

i f \ O / \

4» Manual lierd.w de Pisos Industriais

Por exemplo, Radron o Zollo (Padron et al; 1*19(1), pesquisando concretos e argamassas com reforços de fibras de polipropileno, observaram que, em condições severas, a quantidade de fissuras foi entre 18% e 23% em relação ao concreto simples, enquanto a retração total dos corpos-de-prova variou de 52% a 100% com relação ao padrão de concreto simples. Curiosamente, a amostra com fibras que apresentou ii mesma retração do padrão foi a que exibiu menor quantidade de fissuras, l f t% da observada no concreto simples; vemos que esses tlatfos indicam que os dois fatores estiveram presentes. O mecanismo principal de atuação das fibras pode ser modelado como;

a) C) concreto simples, logo após o lançamento, é fluido. Aos poucos o concreto endurece o com isso perde sua fluidez e, conseqüentemente, sua capacidade de deformação.

b) Em contrapartida, com a evaporação da água de exsudação, a retração aumenta até que em determinado momenio o nfvel de deformação de retração seja maior que a capacidade do con-creto em absorver estas deformações, e então as fissuras aparecem.

c) O concreto com fibras plásticas, de elevado nível de deformação o de baixo módulo, é mais deforniávol nas primeiras idades. As fibras transferem a sua natural capacidade de deformação para o concreto. A deformação de retração pode ser a mesma, porém não maior do que a capa-cidade do concreto em absorvê-las. Assim, as fissuras são inibidas ou sua freqüência e tamanhos são reduzidos.

A eficiência (ias fibras depende de diversos fatores, como a sua relação l/d, comprimento, módulo do elasticidade, dosagem e até mesmo as características do próprio concreto: por exemplo, matrizes mais ricas (menos relação cimento/areia) respondem mais eficientemente à adição das fibras, e o concreto ievo apresenta maior potencial de redução do fissuras do que o convencional, quando são empregados teores e tipos idênticos de fibras (Balaguru, 1994).

Balaguru desenvolveu um extenso programa dc ensaios com diversos tipos de fibras sintéticas c também de aço, e suas principais conclusões podem ser sumarizadas em:

a) A adição de fibras sintéticas, mesmo em teores tão baixos como 0,4T> kg/nV, promove alguma redução na quantidade de fissuras.

b) Reduções mais acentuadas são conseguidas com dosagens entre 0,45 kg/m1 e 0,90 kg/m1.

c) Para fibras longas, aquelas que apresentam menor módulo de elasticidade são as que propiciam melhor desempenho.

d) Para dosagens de 0,9 kg/m', praticamente não se observaram, nos experimentos, fissuras de retração plástica,

e) A quantidade de fibras - número de fibras por quilograma - é um parâmetro importante de dosagem.

0 Fibras longas apresentam melhor desempenho em argamassas mais pobres e concretos, enquanto as microfibras apresentam melhores resullados nas misturas mais ricas,

g) Com as fibras sintéticas, não ocorre apenas a redução da quantidade de fissuras, mas também a abertura delas é menor.

M . I I U M I O U K L I U ilc Pi sus Imluslri.iis 4 ( )

Portanto, vemos que a dosagem do concreto com fibras sintéticas não pode ser generalizada para qual-quer tipo de fibras, mas, sim, fruto de análise experimental que conduzirá ao melhor resultado final.

7,4 Selantes e materiais de preenchimento de juntas

O surgimento das empilhadeiras de rodas rígidas promoveu uma alteração substancial nas juntas, pois o pequeno diâmetro delas passou a introduzir esforços elevados nas bordas da junta, havendo necessi-dade de desenvolvimento de materiais específicos para o seu preenchimento.

Com isso, passamos a ter duas categorias de materiais; os selantes e os materiais de preenchimento. Os primeiros são empregados somente quando não há tráfego de empilhadeiras de rodas rígidas.

Selantes

Os selantes sio materiais de natureza plástica, empregados na vedação das Juntas do pavimento, permi-tindo a sua impermeabilização, Sua importância é fundamental, visto que impede a entrada de partícu-las incompressíveis na junta, que são extremamente danosas ao desempenho do pavimento, Podem ser divididos em duas categorias principais; os pré-moldados e os moldados no local.

Selantes pré-moldados

Os selantes pré-moldados são aqueles que têm sua forma previamente definida no processo industrial e são posteriormente fixados às juntas por meio de adesivos; os modelos mais tradicionais requerem uma boa borda fiara ancoragem e freqüentemente são fixados em lábios polimóricos; são bastante emprega-dos em juntas com grande capacidade de movimentação, como em juntas de dilatação, que são solici-tadas pelo tráfego de equipamentos.

Esses selantes são produzidos em borracha sintética, como o neoprene, com forma geométrica apropri-ada para cada uso; entretanto, não são recomendados para uso indiscriminado em juntas de pisos com tráfego deequipamento de rodas rígidas, Recentemente novos modelos vêm sendo lançados no merca-do, permitindo o uso em juntas de pequena abertura, tornando este tipo de selante bastante atrativo para pavimentos rodoviários, pois apresentam durabilidade superior aos selantes moldados in loco.

Selantes moldados no local

A outra família é aquela vazada no local, onde as paredes da junta serão a prdpria forma do selante. Podem ser de dois tipos: os vazados a quente e os moldados a frio.

Os selantes vazados a quente são produzidos normalmente à base de asfalto alcatrão ou misturas de borracha moída. São de baixo custo, sendo largamente empregados em estradas; para pisos, o seu uso é mais restrito, por causa da sua aparência e da baixa resistência química.

Os selantes moldados a frio são modernamente produzidos à base de poliuretano, silicone, polisulfeto ou outro polímero apropriado, que, após a cura, formam um elaslômero estável e de resistência mecâ-nica e química adequada ao piso. Alguns tipos, como os de silicone, podem ser obtidos em diversas cores, sendo bastante úteis no caso de pisos decorativos.

Pela maior facilidade de aplicação e com o avanço na obtenção de melhores polímeros para a sua fabricação, os selantes moldados a frio vêm ocupando parcela expressiva na selagem das juntas, pois

nti fctiiiiu.il ( I Í T Í I . U I (Iíí Pisos lnduslri.iis

permitem dureza mais elevada, elevada capacidade de alongamento em serviço - característica funda-mental para este tipo de produto -, maior que a média dos produtos a quente, além da maior durabili-dade; há família de produtos, como base de políuretano, que permitem a obtenção dc selantes com d u rezas próximas aos materiais de preenchimento, embora percam a capacidade de alongamento e só possam ser empregados em juntas com movimentação inferior a 10% ou no máximo 20%.

Materiais de preenchimento de juntas

Quando há o tráfego de empilhadeiras cie rodas rígidas, os selantes tradicionais não protegem adequa-damente as bordas das juntas, pois apresentam uma baixa dureza c, portanto, são facilmente deíormáveis, além do que, quando a placa encurta por retração térmica, acabam tomando uma forma côncava, expondo ainda mais as bordas da junta, como podemos ver na figura 7.3 (Metzger, 1978),

.0»

• J 1 * Í v»> 1 O c . * ifl t \ & *

1 ,3 0 0 t * ' 0

* 0 " <1 0 •sr> 4 Q

0 " ElástÓrriéroa Ir&o: - Deforma r-so po!p açSo

das cargas - Mâo proteger as J unta a - Mâo resistir a impactos

Estágio do " ' osborclramenlo

Déácolfi manto do salanta causado paio movimento ou deterioração das bordas do concreto devido â roda rígida

Limitador

Figura 7.3: Deficiência dot sei ames na proteção da; juntas

Nesses casos, devemos empregar os materiais de preenchimento, que são materiais bicomponentes à base de resinas epoxídicas ou poli-uréias, cuja dureza shoreA situa-se ao redor de 80% e são os únicos capazes de efetivamente resistir ao tráfego de rodas rígidas, como mostra a figura 7,4 (Melzger, 1978),

Cm função da baixa mobilidade, apresentam como característica o descolamento da junta, sendo que este fato não significa necessariamente um defeito no preenchimento, pois não interfere no seu desem-penho, mas a junta não fica selada, permitindo a eventual entrada de pequenas partículas e, por isso, só devem ser empregados em áreas limpas.

' 1'ara tiíeilü de compararão, os |K>1Jurclauos apresentam dure/a cm torno <tr tltore A = SO.

Mancai í.crdaii (tf Pisos Industriais

Rigidez para proteger as bordas

Boa resistOnciü ti abra&ÔO

Rosiliôn cia para " absorver Impados 6 "

.o ^ NSo è necessário — primer

Facilidade do preenchimento total do corte

Se ocorrer movimentação,-

o doslocamonlo irá acontocor apenas do um dos lados da Junta

Ausôncia «ia ancoragem Irá permitir a sopa ração caso ocorram IcnsQos

Preenchimento completo elimina possibilidade de deslocamento

Apoio do material na base confere â Junta características para rasislir ao impacto e cargas de roda

Figura 7.4í Materi.il de |WMHICM meti» semi-rígMo (epoxídico)

7.5 Barra de transferência

As barras de transferência são dispositivos mecânicos empregados para transferir cargas entre placas contíguas separadas por juntas e são constituídas geralmente por barras de açu de seção circular ou quadrada, embora existam alguns modelos formados |H>r chapas fila nas, mas que ainda não são empregados no Brasil,

Como a eficiência da junta irá depender do trabalho em conjunto com o concreto, que é o elo fraco cio conjunto, a resisiência mecânica do aço acaba tendo efeito secundário, podendo ser empregados aço CA-25, aço mecânico 1020, 1045, etc.

A seguir apresentamos a tabela 7,í>, que visa facilitar a especificação das barras de transferência (adap-tada do AC!, 2004). O projetista deverá verificar as condições oxecuiivas para a adequada adoção cio diâmetro das barras.

Espessura da PI a ia

(mm)

H |KI dc barra dc Iransícrencia Espessura da PI a ia

(mm) Seção Circular {mm) Scçio Quadrada (mm)

Espessura da PI a ia

(mm) Diâmetro Comprimento Comercial Espaçamento Lado Coni|)rinienlo Comcrci.il Espaçamento MIO a 119 16 500 300 16 !"><)[) USO l,-'n ,i i r , 20 SOO 300 20 SOO 3S0 176 a 225 25 500 300 25 500 350 22ii a 32 SOO 300 32 SOO 300

t>F comprimemos mínimos admlviíveis smj dc ' l io mm fiara barra • iruilar t uni diâmetro igual a M nim e mínimu dc KM) mm para barra circular com di.uuelro dc mm o para barra quadrada de lado igual a 32 mm. IJcvc Mhr prevista na adoção destes comprimentos mínimos, condiçíio PKeciiliva ila obra.

Tabela 7.6: Padrões de barras de transferência

O que importa é que a superfície da barra seja lisa, permitindo o seu deslizamento no concreto, e como não haverá aderência entre os dois materiais, na parte engraxada da barra, é recomendável a sua pintu-ra para controlar o efeito de corrosão.

Manual (icrd.io de 1'ÍMJS Industriais

7.6 Distanciadores

O posicionamento adequado de todas as armaduras é fundamental para o bom funcionamento estrutu-ral e controle de eventuais patologias em potencial; dessa forma, deve-se respeitar as especificações dos projetistas e das condições executivas. Ao definir a altura de um distanciador, deve-se levar sempre em consideração o diâmetro fias barras de transferência e dos fios das telas soldadas a serem posicionados.

Neste momento, é importante considerar que nào são recomendadas algumas práticas e soluções de obra, tais como:

* posicionar a tela soldada e posteriormente tentar puxá-la para a posição adequada; * lançar o concreto até a cota da armadura, colocar a armadura e complementar o lançamento tio

concreto; * concretiir toda a espessura e depois tentar empurrar a tela soldada para a posição adequada,

Todas estas práticas têm-se mostrado inadequadas e ineficientes, pois nào garantem o posicionamento correio e tão pouco são factíveis em alguns casos,

7.6.1 Armadura superior

Para os projetos com a utilização de tela soldada em camada única na face superior, o posicionamento pode se dar, normalmente, por dois caminhos,

• Utilização de caranguejos Processo muito comum utilizado desde os primórdios da construção civil e nada mais é do que um pedaço de barra cie aço, dobrada, de forma que a base tenha sustentação para manter posicionada a armadura.

Dentre suas principais características, vantagens e benefícios estão;

* disponibilidade em qualquer obra; * custo variado com disponibilidade de mão-de-obra e sobras de pontas de barras; * requer mão-de-obra para elaborar o dobramento; * disponível em qualquer altura; * altura não muda com a presença de armadura inferior; « consome de 4 a 5 peças/m h * desenvolvido com barras de diâmetro de 8 mm, 10 mm ou 12,5 mm; * possui certa instabilidade, necessitando de amarração com arame reco7.ido; * baixa produtividade para posicionamento da armadura.

Fi ur.i 7.3: DêUilKc l/picodc di Jtand iador lipa "caranguejo"

J V I . H H L I I O K I . I I I (TF Í " I SOS Imluslruis

/

/ Figura E«|uenaa g drieode|Msidoiiiirn<?itloclos caranguejos

* Utilização de distanciadores soldados Processo inovador que tem sido utilizado desde o fim da década de 1990, que consiste em distribuir linhas ou colunas de distanciadores soldados, afastadas aproximadamente <50 cm uma das outras,

Dentre suas principais características, vantagens e benefícios estão;

• disponibilidade nas obras, principalmente na proximidade dos grandes centros urbanos; • custo compatível, quando comparado adequadamente com outras soluções; • não requer mão-de-obra para preparar os distanciadores; • disponível em alturas padronizadas pelos fabricantes; • consome I metro a cada 0,8/m2, ou seja, 1,25 m de distanciador por m J ; • possui alta estabilidade, permitindo pouca ou nenhuma amarração com arame recozitio; • alta produtividade para posicionamento da armadura.

Figura 7,7:1 )ístanciador eetrosolcfíKlo ti|ioireliça soldada

FifluiaT.tJ: Esquema gendrico dedislrilHiivãoíbíílistanciactofts eletrosoldados

r, 4 Manual 1'crdao de Pisos Industriais

Armadura interior

Nos pisos e pavimentos estruturalmente armados, leremos a presença de aço na face inferior das placas de concreto, cujo cobrimento deve respeitar sempre o prescrito na NBR 6118 (ABNT, 2003).

A não-observância do adequado cobrimento representará fator comprometedor da vida útil das estrutu-ras, sendo este reduzido significativamente,

A titulo de exemplo, uma estrutura sujeita a um ambiente agressivo no qual predomina a ação do gás carbônico, ou seja, um fenômeno preponderante de carbonatação, com concreto fck >30 MRa, terá vida útil aproximada de 80 anos com cobrimento de 3 cm, ou vida úiil de 10 anos se o cobrimento for de i cm,

No caso dos pisos de concreto, para que se tenha respeitado este cobrimento, não basta a especificação em projeto, é necessária ainda a utilização de distanciadores adequados.

Os de argamassa, e produzidos na obra, geralmente nào possuem qualidade suficiente e normalmente se rompem ao passar de equipamentos e andar de operários, além de ser necessário longo espaço de tempo para o preparo de milhares de distanciadores.

Já os distanciadores plásticos contribuem decisivamente para a garantia tio posicionamento das arma-duras, devendo ser utilizados na razão de 4 a 5 peças por m J ,

Para decidir pelo tipo de distanciador plástico, o profissional deverá levar em consideração o tipo de apoio {brita, brita graduada, solo, concreto, etc.), o diâmetro do fio cia tela soldada e o cobrimento es|H:t:ifkrado.

Figura 7,'J: tiistanciadoros para lula inferior

7,7 ToJa soldada

De acordo com a norma brasileira NBR 7480 - Barras o fios de aços destinados a armaduras r/e concre-to arm&ch (ABNT, 19%), temos as seguintes definições:

• Barras: produtos de diâmetro nominal maior do que S mm obtidos exclusivamente pelo proces-so de lami nação a quente, podendo ser classificados como CA-25 ou CA-50.

* Fios: produtos de diâmetro nominal inferior a 10 mm obtidos por processo de trefilação, classi-ficados como CA-óO.

Mano,il (iiwlau (tf Pisos lndusiri,iis

Portanto, nào existe mais a denominação de aços Tipo A ou Tipo B. As telas soldadas (ABNT, 1990) são produzidas com fios soldados, produzindo malhas uniformes e padronizadas, podendo ser classificadas como Q (malha quadrada com a mesma seção de aço nas duas direções), L (malha retangular com a armadura principal na direção longitudinal) eT (malha retangular com a armadura principal na direção transversal).

Após a letra, há uma numeração que indica a seção de aço na direção principal, casos das telas L e T ou nas duas direções para a tela Q, Por exemplo, a tela Q 136 indica que os fios transversais e longitudinais apresentam área de aço de 1,39 cmVm; a T 139 indica que a área de aço na direção transversal é de 1,30 cmVm e a l 138, na direção longitudinal,

Podem ser fornecidas em painéis com largura de 2,45 m e comprimento de 6,0 m ou em rolos de 60 m ou 120 m, no caso das telas inferiores a 1,30 em-Vm. O diâmetro, espaçamento dos fios e massa por metro quadro cias principais telas quadradas são fornecidos na tabela 7,0; para as telas l. e T, valem as informações relativas à malha e diâmetro dos fios na direção principal.

Tela Malha Fio Mais a

Tela (mm) (mm) (ks/m])

Q 150 IA 0,97

Q 75 150 3,6 1,21

Q 2 150 4,2 1,40

q i l 3 100 3,6 1,80

Q131) 100 4,2 2,20

Q 15<> 100 4,5 2,52

Q 1 % 100 5,0 3 ,11

Q 2 4 f > 100 S,G 3,91

Q 283 100 6,0 4,40

Q335 150 6,0 5,37

q m 100 7,1 6,211

Q . r iÜ3 100 6,0 7,97

Q 6 3 6 100 9,0 10,09

Q 785 100 10,0 12,46

Talida 7.7: Telas ti | »Q

Apesar do prescrito na NBR 611(1 (ABNT, 2003), as emendas das telas soldadas são usualmente realiza-das pela simples superposição de pelo menos duas malhas, para as telas com fios de diâmetro menor ou igual .i 6 mm. Para diâmetros maiores, a emenda dependerá do diâmetro do fio e da aderência com o concreto:

1,5 x tf. a 25 cm ii

onde;

A x / í - , U I 9 x — S U L

* m-

Manual ( H T Í I . I L I di.1 Pisos Induslri.iis

sendo;

f d é o comprimento de ancoragem (cm); A w é a área do fio a ser emendado (cm ); fy ê a tensão de escoamento do aço [MPa); S w é o espaçamento do fio a ser emendado [cm); f ' c é a resistência à compressão do concreto iMPn).

7.8 Líquido endurecedor de superfície

Os líquidos para tratamento superficial de pisos na mal idade surgiram inicialmente para resolver pro-blemas de [lisos com problemas executivos e que tinham baixa resistência ao desgaste, caracterizado pelo desprendimento de pó.

Cssos produtos são ã base de sílicatos de sódio ou flúor si lira tos de magnésio (Smith, 19S6J, que penetram no concreto reagindo com o hidróxido do sódio, formando o silicato de sódio ou magnésio, numa típica reação pozolânica, reduzindo a porosídadee conseqüentemente aumentando a resistência superficial do concreto,

A espessura do concreto que acaba sendo beneficiada é função da porosidade do concreto e, quanto maior ela for, mais profundamente o endurecedor irá penetrar, justamente por este motivo, o benefício desses produtos acaba sendo inversamente proporcional à qualidade do concreto, isto é, em concretos bem executados e com boa resistência, o tratamento superficial acaba sendo de pequeno efeito.

Em pisos novos, devemos lembrar que, como esses Ifquidos reagem com o hidróxido de cálcio formado pela hidratação do cimento, á necessário aguardar que a reação de hidratação se desenvolva para a fazer a aplicação, cujo prazo médio d em torno de 7 dias. No caso de concretos com elevados teores de escória de alto-forno ou pozolana, devemos lembrar que essas adições ativas reagem ou incorporam-se, durante a hidratação com o hidróxido de cálcio, competindo fortemente com o Ifquido selador.

Como a quantidade de hidróxidos que é consumida nessas reações é difícil de ser determinada, não sabemos qual o limite de, por exemplo, pozolana que ficaria disponível para que os silicatos dos endurecedores pudessem reagir; mas á licito supor que quanto maior for a quantidade de adição, menos eficiente serão esses produtos.

Já há algumas limitações para o teor de adições máximo admissível para cimentos pozolânicos, fixado em 15% pelo ACI (ACM, 2004), valor este bem abaixo das normas brasileiras. Para o caso da escória, a situação é mais complicada ainda, pois o fato de ela ser um cimento latente, na realidade o hidróxido de cálcio é apenas um ativa dor, embora parte dele possa ser incorporado na reação de hidratação.

Cm resumo, em cimentes com adições elevadas, devemos efetuar lestes práticos para constatar que a aplicação do ifquido endurecedor está trazendo vantagens ao piso e é prudente aguardar pelo menos 2b dias antes da aplicação, para que praticamente lodo o hidróxido de cálcio esteja formado.

7.9 Agregado mineral

Os pisos executados com argamassa de alta resistência eram muito populares no Brasil até a década de 1900 e se constituíam de placas de concreto revestidas com argamassas, aplicadas no sistema úmido sobre seco e, posteriormente, úmido sobre úmido, no qual o lançamento desta era praticamente simul-tânea com o substrato.

M,imi , IL O O K I Í I I I (TF Pisos Imluslrkiis

Com o avanço dos pisos monolíticos, constituídos por apenas uma camada de concreto de elevada resistência, esses sistemas praticamente caíram em desuso, pois toda a característica resistente era daria pelo próprio concreto, Entretanto, ainda existem casos em que o concreto sozinho não consegue aten-der às necessidades abrasivas,

Nesses casos, pode-se empregar sistemas de argamassa do tipo úmido sobre úmido, que modernamente já vêm pré-dosados com aditivos, sílica ativa, pigmentos, fibras, etc,, que permitem a obtenção tio superfícies extremamente resistentes ao desgaste. Como lim ilação do método, caso o lançamento dessa argamassa seja feito Inadequadamente, poderá haver o descolamento da placa de concreto,

Outra alternativa muito empregada ê aspersão de agregados de alta resistência Idry-shake) sobre o piso, minerais ou metálicos, em taxas que variam entre 4 kg/m2 e 7 kg/ni'* para os primeiros e 7 kg/m* e 9 kg/mJ

nos metálicos; no caso dos minerais, esses agregados são produzidos com minerais duros, como o quartzo, diabásio, etc,, e para os metálicos, onde se espera solicitações mais intensas, empregam-se materiais como óxido de alumínio ou ferro metálico; para ambos adiciona-se certa quantidade de cimento para permitir melhor acabamento superficial e maior ancoragem,

Com essas aspersões, freqüentemente denomínadas sãlgamento, consegue-se obter resistência à abrasão Gaipo B ou A (NUR 11601, 1992)!l>, enquanto com o concreto de alta resistência normalmente os valores são mais próximos ao Grupo C.

Os çfry-shãkes podem ser encontrados já com cimento e outros aditivos minerais, havendo também os pigmentados, que permitem adicionar cor ao piso. Embora muito práticos de serem empregados, sua adesão com o concreto do piso está condicionada a sua boa hidraiação, que acaba sendo função da exsudação do concreto, lista por sua vez, se for excessiva, pode causara redução da resistência mecâni-ca ou até levar a desplacamontos.

" Rm iii.iiores drl.il In1* cl<h rrsislínd.i à ahr.is.to, wt GJplufO 4,

Manual ( H K I . I L I D(-' Pisos Industriais

Dimensionamento e Detalhamento 8

8.1 Introdução

O trabalho desenvolvido por Westergard (Westergard, 1927) teve uma contribuição imensa para a cri-ação das bases teóricas cio dimensionamento de placas apoiadas em meio elástico, embora o conceito de fundação cm Ifquido denso seja anterior a esse período.

Westergard é citado em praticamente todos os trabalhos aluais e suas equações básicas são ainda muito utili/.nl.K, I I,IS inmccem ,1 tensão gerada na placa quando é afilie .ida uma carga P em uma área de contato circular com raio a, para carregamentos posicionados no interior (ia placa -comumente desig-naria como cai ga central - na borda e no canto; nestes dois casos, consideram-se bordas livres, isto é, sem barras de transferência.

Além das tensões, Westergard desenvolveu modelos para a previsão de deflexões - ou deformações -para as mesmas condições de carregamentos; as seis equações são:

Carga no interior

onde: P = carga a = raio da área carregada b = a, quando a k 1,724 h b = *Jl,6a'+ h' ~0,675h f= mio dc rigidez h = espessura da placa de concreto

onde, k- coeficiente de recalque

Carga dc borda (circular)

J M . I I I I M I ( J U N T A I ! (TF P I S O S Intluslriiils

Carga /io canto da pia ca

onde: c= 1,722a

Embora desenvolvidas há quase 80 anos, quando as comparamos com os M£F - Métodos de Elementos Finitos -, mostram excelente aderência, como demonstrou lonnides [I luang, 1993), pesquisador ameri-cano que estudou com profundidade essas expressões.

As limitações das equações de Westergard referem-se à ausência da análise imediata das tensões na fundação e, mais importante, a influência de uma carga nas tensões em um ponto que não seja imedi-atamente abaixo do f>onto de aplicação da carga.

Esta deficiência foi suprida pelo desenvolvimento das cartas de influência por Píckel e Ray na década de 1950 (1'icket e Ray, 1950}, que são sistemas gráficos que permitem a determinação do momento fletor gerado por um carregamento com área de contato definida, para carregamentos central, carta nu 6, ou de borda, carta n" 2.

F.st udo$ complemér? tares

Embora as cartas sejam relativamente fáceis de ser empregadas, foram desenvolvidas para o dimensionamento de pavimentos rodoviários e, portanto, com pequenas tensões de contato e acabam apresentando distorções para as cargas correntes nos pisos industriais.

As expressões relativas às tensões atuantes de Westergard fornecem o máximo esforço no centro de aplicação da carga, não levando em considerarão as deformações do conoelo, que fjemniliriam as contribuições eslruUiraís das áreas adjacentes, levando a uma superestimação da estrutura do pavimento, como foi demonstrado em ensaios de verdadeira grandeza realizados na Inglaterra, apresentados na tabela 6.1 (Eieckett, 1990),

Nesses ensaios comprovou-se que a carga de ruptura exibida por uma placa de concreto com 150 mm de espessura, apoiada em subleito com coeficiente de recai que conhecido, só foi compatível com Westergard quando se considerou uma área de contato cerca de o dobro da real.

Ti (Ki de Retorço Carga na 1' Fissura tlíN)

Carga dc Ruptura (kNJ

Concreto simples 1S0 200

Armadura distribuída 1,42 cmVm (a 3cm do topo) 200 >320

Armadura dupl.i 1,93 cm'/m (a 2,5 cm <io topo e base) 2ÜÜ 330

Tabela 8.1: Ensaios experimentais cm pia cm de concreto [Adaptado de Bi-ckrtl, 1990)

ftl) Manual Gerdau dc* I'is4)s industriais

Nesses mesmos experimentos pôde-se constatar que as expressões desenvolvidas de modo independen-te por Meyerhof (Meyerhof, 1902} e Anders Lõsberg (Lõsberg, 1961) eram mais representativas, fato coerente com as pesquisas experimentais dos dois autores,

Meyerhof, engenheiro sueco, ficou conhecido por diversos trabalhos científicos no âmbito da engenha-ria de fundação e geotécnica, e cunhou suas expressões experimentais que são hoje adotadas por códi-gos construtivos (Concrete Society, 1994).

)á o também sueco Lõsberg, de formação voltada para estruturas de concreto armado, desenvolveu extensos trabalhos para a Força Aérea Sueca o foi o pioneiro na abordagem do conceito tio espraiamen-to de tensões e do achatamento das curvas do momento fletor, base da moderna teoria do dimensionamento de placas armadas apoiadas em meio elástico,

A figura 9,1 representa o fenômeno; quando a carga aplicada é inferior à capacidade estrutural do pavimento, a curva de tensões (curva a) tem um comportamento homogêneo e essa tendência prosse-gue até que o limite resistente do concreto seja atingido (curva b). Neste estágio ocorre a plastlficação do concreto, mas como esse material tem ruptura frágil, o alongamento na ruptura é muito pequeno.

m' min

t= Ralo do rigidoi

Dg acordo oom;

Í *< tk-

ou

í . »

k = coeficiente de recalque

C = = módulo

rn^xal Oiíiilimo

( 1 " ) do solo D " & - Rígidos da

d - W j píaca à tloKÍ o' \

(ij ii f.» tt.1: K«liítíibitiçJodos mofliwiios (Losbeig, l % t )

Entretanto, se for posicionada uma armadura inferior, que é um material dúctíl, apresentando expressi-va deformação comparativamente ao concreto, ocorre o espraiamento de tensões (curva c), aumentan-do substancialmente a capacidade estruiural do concreto,

Método dos elementos íinitas

O dimensionamento dos pavimentos industriais, com o emprego de programas de elementos íiniios elaborados especificamente para placas apoiadas em meio elástico, apresenta boa aderência com os métodos tradicionais.

M.mo.il Í J O K I Í I I I I L I ! 1'isos Imluslrkiis. f>1

Por exemplo, o programa Kensiab [Huang, 1993) permite considerar a fundação como líquido denso -empregando o bastante conhecido coeficiente de recalque k -, bem como permite utilizar o módulo resiliente do subleito; as cargas, pontuais ou uniformemente distribuídas, podem ser empregadas sem limitação de quantidade.

Outro aspecto interessante deste programa é a possibilidade de adoção de placas duplas, superpostas, podendo*se considerar as hipóteses de aderência plena ou independente, Como desvantagem, o pro-grama originalmente elaborado em DOS é pouco amigável quando comparado com os programas em ambiente Windows, e como estes programas têm evoluído muito rapidamente, cada vez mais ê difícil conseguir operar programas tipo DOS nos Windows modernos,

Essa limitação faz com que o emprego de programas de elementos finitos seja limitado a casos mais complexos, onde a metodologia tradicional não consegue dar uma resposta adequada,

8.2 Tipos de carregamento

O conhecimento preciso do tipo de carregamento atuante no pavimento industrial constitui ponto fundamental para a correta especificação do piso e, ao contrário do que geralmente ocorre nas estruturas, é importante o conhecimento da forma de aplicação da carga, se distribuída, móvel, pontual ou linear.

É necessário também levar em consideração a proximidade dos carregamentos, pois pode haver superposição cie esforços gerados no piso. Uma aproximação dessa superposição pode ser feita levam do-se em consideração o conceito de cargas contribuintes,

Este conceito pode ser facilmente compreendido: considere-se o ponto A da figura fl.2. Cada carga situada a uma determinada distância deste ponto irá produzir nele um determinado esforço, função direta da sua posição relativa,

nj>nr.iS,'i

No plano cartesiano, podemos representar um círculo de influência E. dentro do qual qualquer carrega-mento irá promover um incremento em A. O diâmetro desse círculo é função do raio de rigidez da placa de concreto, que 6 dado pela expressão:

Manual ( H K I . I L I (lê Pisos Industriais

I 2 ( j ~ |.r ) x k Exh}

onde : í é o raio de rigidez (m); £ é o módulo de elasticidade do concreto (MRa); h é a espessura da placa de concreto (m); /i é o coeficiente de Poisson do concreto; k é o coeficiente de recalque (MRa/m).

Observe que na fórmula do raio de rigidez está embutido o momento de inércia da placa de concreto, dado pela expressão:

onde: U é a largura, normalmente considerando-se uma faixa unitária. Essa informação é importante quando desejamos levar em consideração o espraiamcnto de tensões citado em íi. 1, pois o momento dc inércia da seção armada diminui ã medida que a ftssu ração da seção aumenta.

Entretanto, essa análise mais aprofundada foge do escopo deste estudo, mas essas informações estão disponíveis na bibliografia (Rodrigues, 2003).

Voltando ã questão das cargas contribuintes, o raio do influência, a partir de A, 6 dado por:

onde: n pode variar de 1 a 2 e sua escolha é opção do projetista. Valores inferiores a 1,5 devem ser respaldados com base em estudos compIemenlares.

Uma vez determinado Rc, o cálculo das cargas contribuintes é bastante simples quando assumimos uma distribuição triangular, sendo máxima no ponto considerado (A) e zero em n x f (figura 8.2).

Na figura 8,2, a carga P3 está fora da zona de contribuição, não incrementando as tensões em A; embora possa promover uma redução, devido aos momentos negativos que elas possam gerar no ponto A, esse falo só ó considerado em condições especiais.

As cargas contribuintes geradas, por exemplo, em função de P í e P } podem ser determinadas por seme-lhança de triângulo:

bfr1

12

Rc = n x £

K; (nxt~X,) (n x ( - Xs) í ~ í i x f ' / n x (

portanto:

M . I I I I M I (.ridaii (tf Clsus Imluslri.iis

A soma das cargas C3 e C, gera uma carga equivalente que substitui na seção A, os l\ e P,; da mesma forma, podemos calcular as outras cargas contribuintes inclusas do ralo Rc.

Novamente analisando a figura 8,2 se P2 = P3, a seção do pavimento mais solicitada irá se localizar imediatamente abaixo de P, e P, ou a meia distância delas, devendo as duas seções ser pesquisadas; mas se P * P J ( a seção mais solicitada poderá ser em qualquer ponto entre as duas cargas e a pesquisa deve ser mais abrangente,

O mesmo conceito podo ser empregado para outros tipos de carregamento c é muito útil, por exemplo, para cargas lineares, Neste caso, podemos discretizar a carga linear em várias cargas pontuais e se escolhermos distâncias infinitamente pequenas, a carga equivalente, após a integração, será o produto da carga linear "q'r pela área do Iriàngulo de base 2 x n x í e allura unitária.

Cargas móveis

Os tipos mais comuns de veículo a trafegar em um piso industrial é a empilhadeira e a palcteira; esta, como não tem a capacidade de elevar cargas, acaba solicitando o piso estruturalmente menos do que a empilhadeira, mas quanto ao nível de desgaste superficial, devido às rodas de pequenas dimensões, acabam sendo mais críticas.

A empilhadeira é um veículo dotado de dois eixos, podendo ter ou não rodagem dupla, sendo que o eixo traseiro é considerado, para efeitos de dimensionamento, apenas como direcionaI, fá que no mo-mento de solicitação máxima de carga ela praticamente toda vai concentrar-se no eixo dianteiro.

Outro fator que agrega esforço ao pavimento é, em geral, a pequena distância entre as rodas do eixo mais carregado, podendo haver sobreposição das cargas individuais dos pontos de apoio.

As empilhadeiras podem ser dotadas de rodames pneumáticos, pneus preenchidos com espuma ou rodas rígidas de aço revestidas com poliuretano ou outro plástico de dureza elevada; este mesmo tipo de roda me equipa as paleteiras elétricas.

A pressão de contato entre a roda e o piso, que incrementa os esforços gerados no concreto, e função do li[X) tia roda: para pneumáticos, considera-se a pressão de contato idêntica à dc enchimento; para os preenchi-dos com espuma, pode-se adotar uma pressão de enchimento próxima a 1,75 MPa (250 psi) e para o caso fias rodas rígidas, a área de contato pode ser estimada pela da largura da roda, multiplicada por um fator variando tle 2 a 5 (Farny, 2001). Sempre que possível é interessante a determinação exata da área de contato por medição com o equipamento em operação, visto que a influência da área de contato - principalmente para equipamentos pesados - pode influir decisivamente na estrutura do pavimento industrial.

Resumidamente, para o dimensionamento é necessário também o conhecimento dos seguintes parâmetros:

- Carga do eixo mais carregado, formada pela carga útil somada ao peso próprio do veículo, em newtons (N); nos casos gerais, considera-se na situação mais crítica que somente o eixo dianteiro receberá todos os esforços.

- Tipo da roda e pressão de contato. - Tipo de rodagem, simples ou dupla. - Distância entre rocias, s e sd, em m (figura 8,3).

•M.niu.il (niil.ui dc.' físKís Induülri.iís

sd sd

Figurai3: Eixo simples de rodagem dupla

Cargas uniformemente distribuídas

As cargas uniformemente distribuídas são freqüentemente utilizadas no dimensionamento dos pavi-mentos industriais, mas, na realidade, não são muito comuns no seu "senso estricto", mas sim camufla-das por cargas pontuais, lineares e outras configurações.

Sob o ponto de vista exclusivamente técnico, uma carga distribuída refere-se a um carregamento plano, apoiado sobre o piso por meio de uma área de contato que coincide com a projeção do carregamento, sem que haja a existência de cargas pontuais.

Cargas de estanterias

A grande tendência que observamos hoje é o uso de sistemas dc armazenagem vertical, aproveitando ao máximo o volume fia área de estocagem e emprega-se sistemas denominados porta-paletes, que nada mais são do que estantes onde os produtos patelizados são posicionados.

Dentre os sistemas de estanterias disponíveis, temos desde os mais simples, que é o porta-palete conven-cional - formado por duas estanterias posicionadas uma de cosia para a outra e alimentadas por corre-dores frontais sistema drivs-in - no qual a empilhadeira trafega no interior da estanteria, cujos montan-tes estão afastados entre sí cerca de 1,2 m - e o sistema push-bâck - no qual a alimentação é frontal, sendo possível diversas profundidades de estocagem. Finalmente, temos o trans-elevador, cuja estrutura da estanteria suporia tanto a cobertura como o fechamento lateral.

As cargas oriundas dos montantes de prateleiras geram cargas pontuais a serem suportadas pelo piso e que, por estarem muito próximas, influenciam-se entre si, Como resultado tem-se a geração de momen-tos positivos (parte inferior da placa).

Estas cargas formam um padrão, conforme apresentado na figura 8,4. Para o dimensionamento do piso são necessários os seguintes dados:

FÍHurae.4:5isitfflA|X>rt,V[>iiletc.

M Í I I I I M I Í I T I I D I I I I <TV 1'isus Imluslrkiis.

• espaçamento entre os montantes x que é a menor distância entre eles; • espaçamento entre montantes y, que é a maior distância entre eles; » distância z, em metros, entre duas prateleiras adjacentes; • área de contato A da placa de apoio dos montantes; • carga do montante.

Nota 1: a área de contato A deve ser suficientemente grande para que a tensão de contato não supere 4,2 vey.es o módulo de ruptura, para cargas no interior da placa, e 2, í vezes para cargas nas bordas ou cantos, A tensão de cisafbamcnto, devido aos esforços de funcionamento, não deve ser superior a 0,27 vetes o valor do módulo de ruptura do concreto (Packard, 1976),

Nata 2: o fator de segurança fiara cargas de montantes pode variar substancialmente, desde valores baixos, como 1,5, até 5; os mof/vos de FS superiores aos empregados para cargas móveis estão no fato de que, para carregamentos similares, as tensões produzidas pelo carregamento estático são superiores e a deformação lenta do concreto reduz a sua resistência mecânica, Para cargas elevadas, é prudente o emprego de fatores de segurança altos, principalmente quando não ê conhecido o layoui de utilização das áreas de estocagem, o que impede o projeto de juntas compatível com os pontos de apoio; cargas na borda da placa, admitindo-se que a transferência de cargas é de 25%, geram tensões que excedem de 13% a 50% aquelas produzidas em seu interior (Packard, 1976),

íi.3 Esforços atuantes

Carregamen tos externos

Uma placa de concreto apoiada em um meio elástico pode apresentar expressivas capacidades de absorção de esforços, mas tem nas bordas o seu ponto fraco. Analisando a figura í).5, com uma carga pontual de base circular atuando em três posições distintas, temos os esforços relativos indicados no Tabela fi.2.

"O"

O

•

Figura 8.5: Posr^lúíle cargas cm uma placa com bordas livres

Estes valores relativos [iodem ser alterados em função da área de carregamento, mas podemos notar que o carregamento central é substancialmente menor com o carregamento situado no centro e chamam mais ainda atenção as deformações esperadas.

Manual (lerdau de Pisos Industriais

Fofição d.1 c,nr£,i Momento ger.ido Deformação Centio da placa M. D.

Canto • 17 M. 7 D, Eíordíi 2 M 3 D,

Tabela 1.2: Bíbrço»edeíomiiiçó<!i relativa; aii unia placa deconcretó(borde livro)

Como regra, o dimensionamento dos pisos industriais acaba sendo feito somente para cargas posicionadas no interior da placa1, comando que haverá transferência de cargas através das juntas.

Além dos momentos principais considerados, há outros, secundários, que em casos normais de dimensionamento acabam ficando automaticamente atendidos. Entretanto, quando consideramos car-gas elevadas, precisam ser avaliados outros esforços, como o momento negativo que surge na placa devido à mudança de curvatura da linha elástica da laje.

Tensões de origem térmica e de retração

Essas tensões são originadas em primeiro lugar devido ao atrito gerado entre a placa de concreto e a sub-base quando esta apresenta uma variação volumétrica, quer por alteração de temperatura ou de umidade; como pode haver também uma diferença relativa entre a movimentação no topo da placa e na base, surge uma tensão de empenamento,

No primeiro caso, o esforço gerado pelo atrito |>ode ser facilmente calculado pela drag equation, que nada mais é do que o peso da placa multiplicado pelo coeficiente de atrito entre os dois materiais:

r u . v Ji.w.L

sendo; j.i o coeficiente de atrito, y o peso especifico do concreto e h, tv e L a espessura, largura e comprimento da placa de concreto, respectivamente.

G cálculo das tensões de empenamento pode ser feito considerando as expressões de Bradbury (Bradbury, 1938), que foram desenvolvidas especificamente para gradientes térmicos; fiara empenamento devido à retração hidráu-lica, basta adotar um gradiente térmico que forneça a mesma variação observada na retração diferencial

A figura 0,6 (Yoder e Witczak, 1975) apresenta coeficientes de correção que levam em consideração a distância entre o ponto em análise até a borda da placa. Esses coeficientes estão correlacionados com o raio de rigidez da placa e sào máximos quando a distância até a borda eqüivale a cerca de dez vezes o raio de rigidez,

Para o cálculo das tensões de empenamento em uma placa de comprimento ftnilo, podemos empregar as expressões (i luang, 1993);

o - f r r + Cfy = (C,.+ v , Ç J

onde e o, são as tensões nas direções x e y, £, a e v são o módulo de elasticidade, coeficiente de dilatação térmica e coeficiente de Poisson do concreto, enquanto C e Ç, são fornecidos na figura 8.6.

1 PedtmM (OMlÉIW que uma c.irg.i $liu,id.i <:<>«:,< i l ' 11111,1 vcv o r.iiti «li- riflàhv do phivimenlo |K«tc srf colUldlBIVdl, com sfguriimça, como e:arg.i inUírna,

A 1 . I I H I . I I tioid.ui (TF Pisos Induslri.iis h7

Figuro 8.6: Coeficiente de correção C, e CK

Para a tensão atuante na borda, que se dá em apenas uma direção, teremos:

2

ft.4 Pavimento industrial com armadura distribuída

Os pavimentos com armadura distribuída são aqueles em que a armadura 6 empregada fundamental-mente para o controle da retração do concreto, mas que acabam por incrementar a capacidade estru-tural do pavimento, embora a armadura esteja posicionada no terço superior cia placa de concreto, em uma região que apenas as cargas uniformemente distribuídas e as de canto - quando não há barras de transferência - atuam com maior intensidade, gerando momentos negativos,

Entretanto, o beneficio dessa armadura é conhecido de longa data (Rodrigues e Cassaro, 1998J, embora o seu mecanismo de ação não esteja ainda completamente equacionado, mas tudo se passa como se a placa assim armada adquirisse uma certa tenacidade.

Outra vantagem do seu emprego é que, além de ela controlar os momentos negativos e fissuras de retração, acaba por contribuir no controle do empenamento tia placa, uma vez que a armadura não se retrai quando o concreto sofre a perda de água, que é mais intensa na parte superior, reduzindo o efeito fio empenamenlo; essa ação ê tanto maior quanto mais elevada for a taxa de armadura empregada,

O aumento da capacidade estrutural, comprovado por diversos ensaios experimentais (lieckett, 1990, e Meyerhof, 1962), permite o emprego de modelos dc cálculo desenvolvidos primordialmente para pavi-mentos reforçados, como os de lòsberg e Meyerhof.

Os trabalhos desses dois Importantes pesquisadores foram lastreados por um grande número de ensaios experimentais (Losberg, 1961, e Meyerhof, 1962) e prenderam-se apenas às cargas concentradas, sendo que Lõsberg considera carregamentos duplos, que ocorrem em veículos de rodagem dupla, enquanto Meyerhof considera apenas a carga isolada,

Essas considerações não invalidam a utilização das formulações para os diversos carregamentos analisa-dos - cargas lineares, estanterias, rodagens duplas, etc. -, bastando apenas ter o conceito de cargas contribuintes em um determinado ponto considerado.

Manual tien.hu de Pisos Induslri.iis

Fórmulas de Meyerhof

Embora os ábacos ou mesmo expressões desenvolvidos por Westergard e apresentados no item 3.2 possam também ser empregados para o dimensionamento dos pavimentos industriais com armaduras distribuídas, iremos íocar neste capítulo o trabalho desenvolvido experimentalmente por Meyerhof,

As fórmulas de Meyerhof (Meyerhof, 1962) chamam a atenção pela simplicidade na utilização, apre-sentando também boa precisão, e são padrões em países como a Inglaterra, empregadas nos procedi-mentos normativos de cálculo (Concreto Sociaty, 1994). São elas;

Onde a é o raio da área carregada, considerada circular, f é o raio de rigidez da placa de concreto e o M t é o momento resistente cia seção armada. Inversamente é possível determinar o momento gerado pelo carregamento o então calcular a seção resistente,

Capacidade resistente da seção de concreto

A capacidade resistente de uma seção de concreto desprovida cie armadura dependerá fundamental-mente cia resistência à tração na flexão do concreto:

Onde b e /)*' são a largura - normalmente considerada unitária - e a espessura do piso, enquanto a|i|m é a resistência característica do concreto à tração na flexão dividida por um coeficiente cio segurança - IS.

O coeficiente de segurança FS irá depender da freqüência dos carregamentos e da capacidade da empilhadeira, pois nele está embutido o conceito de fadiga do concreto. Considerando que RT é a relação cie tensões do concreto (tensão de tração na flexão gerada pelo carregamento dividida pela resistência à tração na flexão característica cio concreto), quanto mais próxima de um ela for, mais rápido será o consumo à fadiga do concreto, segundo a lei de Miner.

À medida que li, diminui, maior será o número de solicitações admissíveis, sendo infinito para li, = 0,45; a relação entre RT e N (número de solicitações) pode ser adotado como (Pina, 1996):

• Quando R r & 0,45

Carga Centrai: P= K * ó x (I +

Carga de Borda Livre; P= M„ * 3,5 x

QWw -O1 ir)

• Quando R r > 0,55 0,971K - R , 0,082 H

J V I . I I H M I <ii'fil,m (tf í"isos lm.lijs.tri.iis

O fator cie segurança é /?/' e a sua escolha deve ser feita necessariamente levando em consideração o número de solicitações do eixo da empilhadeira durante o perfodo de projeto, Cálculos mais precisos do consumo a fadiga podem ser feitos considerando os diversos carregamentos e suas freqüências, buscando sempre que o somatório dos diversos consumos sejam inferiores a um (Piua, 19%).

Dimensionamento para cargas uniformemente distribuídas

Usualmente, a carga distribuída gera um momento negativo nos corredores que suplanta os momentos positivos que ocorrem sob a placa, os quais são muito inferiores aos produzidos por cargas móveis ou pontuais e, por este motivo, são desprezados.

O momento negativo nào é função apenas do carregamento e das características elásticas rio terreno de fundação, mas também da largura do corredor,

Quando o carregamento ocorre, o terreno de fundação experimenta uma deformação, fazendo com que haja uma mudança da curvatura da linha elástica da placa na área descarregada, gerando o mo-mento negativo no corredor, situado a uma distância próxima a 1,1 vezes o raio de rigidez (/) do término da área carregada (Farny, 2001),

Portanto, h medida que o corredor vai se estreitando, ocorre a superposição dos momentos negativos e esta será máxima para 1-2,2/; nesta condição, a capacidade do piso será (Packard, 1976):

C = 1,03 .OgfaXijilXk onde:

C é a carga admissível em kN/mJ; o é a tensão admissível; iiflhi. h é a espessura do concreto em cm; k é o coeficiente de recalque, em MPa/m.

Corredores com largura dc 2,2/são raros, pois impõem faixas muito estreitas, já que nossos pisos apresentam raios de rigidez variando entre 0,5 m a 0,8 m. Para corredores mais largos, pode-se empre-gar os valores fornecidos pela tabela 8.3 (Farny, 2001),

Outra ação que deve ser considerada é a deformação do terreno de fundação sob ação dc cargas permanen-tes ou de elevada duração, caso típico cio carregamento aqui tratado, mas que foge do escopo deste trabalho, Cargas elevadas, por exemplo, acima de 6 tf/m-, deveriam ser analisadas sob este ângulo, preferencialmente com a consultoria de engenheiro geotecnista, mas lembrando que as deformações admissíveis para funda-ção (da ordem de milímetros) normalmente provocam momentos fletores muito elevados nos corredores.

Por este motivo, pode ser extremamente útil a execução de provas-de-carga com placas circulares a fim de determinar as deformações plásticas c elásticas que irão ocorrer sob ação do carregamento previsto,

Embora os esforços de carga pontual sejam determinantes no dimensionamento de pavimentos industri-ais, é sempre importante verificar, no caso de estanterias, a ação cio carregamento em camadas abaixo do subleito, onde podemos considerar a deformação do terreno e que irá refletir-se nas placas cie concreto.

711 M H I I H J I I I ( H T Í I . H I DI.1 Pisos Induslri.iis

larcuíi «bica

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1'iiíB.i Aílmteirtíi (kNfni')' ÈlfHwuW h l.i IM.IL-.I fmml

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Qx-íinenlp ik> Hi<'jkiui1 tk> Sulik'ih] k 14 MlWffi"

125 2,1

1,7 30.5 30,0 33.5 40,E3 52,5 60,8

125 2.5 1,7 35,5 JS.B 35,3 47,5 61,3 71.0 125 M'

1,7 40,B 41,0 4>!,B 54,1 70,0 01.0

150 i \

1,9 33,5 33,0 34,0 39,0 47,.1 50,D

150 i. s 1,9 39.3 46.5 45,5 55,0 íiJl,5 150 2,li

1,9 4d,B 44,0 46,3 52,0 63,0 70.5

200 2,1

2,4 33,5 40,0 30,5 40,0 44,0 50,5

200 2.5 2,4 45.13 47.5 45,0 46,6 51,3 59.0 200 I A

2,4 51,3 53,5 51,3 53,3 58,8 67,5

250 2.1

2,0 42,3 46,5 42,0 47,5 44,3 40.0

250 2,5 2,0 49,3 54,3 50,0 49,5 Sl,8 56.0 250 1.ÍJ

2,0 56,5 62.0 57,3 56,0 59,! 64,3

300 2,1

3,2 45,B 53,3 47,8 45,B 46,3 40.3

300 2.5 3,2 5X3 62,0 55,0 53,5 54,0 56,3 300 2,fl

3,2 61,0 71,0 63,5 61,0 61,.5 MS

350 2.1

3,6 49.0 61,3 53,5 50,0 49,0 49,0

350 S 'i 3,6 57,3 71,5 62,3 50,5 57,3 50.0 350 2,0

3,6 6.5,3 ai,5 71,3 66,13 65,5 66,5

( Vn'In irnn- th- Ki> . íhui f ili> V l ih- i rn k - J-i W . i . m

125 2,»

1,4 43,3 45,0 54,5 73,5 07,.) 90,5

125 2,5 1,4 50,3 52,3 63,3 05,11 101,0 103,0 125 2,1)

1,4 55,B 60,0 72,0 97,0 116,3 120,B

150 2,1

1,6 47.5 47,0 53,3 66,0 05,0 96..!

150 2,5 1,6 5.5,3 55,0 62,3 77,0 99,3 112,3 150 2,0

1,6 63.3 63,0 71,0 08,0 113.5 1 20,3

200 2,1 2

54,0 53,3 56,0 f>2,0 73,1 90.0 200 2,5 2 64,0 64,3 65,3 72,3 85,3 106,0 200

2 Jt 2

73,0 7J.S 74,0 02,5 97,5 121,0

250 , l

2,4 60,8 63,3 60,0 63,5 69,0 80,5

250 2,5 2,4 71,0 73,0 71,0 74,0 01,5 94,0 250 IX

2,4 BI,3 02,3 _ ai-3 04,5 •i ;., . 107,S

300 2,1

2,7 66,0 71,3 66,3 66,5 70,0 76,8

300 2.5 2,7 77,0 03,3 77,3 77,5 01,0 94.0 300 2,ii

2,7 07,0 '15,0 1)6,3 00,5 93,3 102,5

350 * I

3 70,3 72,3 70, S 71,0 76,!

350 2.5 3 02,0 12,0 04,3 ::.M: 83,8 88,8 350 2*

3 ') 5,B 106,0 96,3 91,0 93,0 101,5

T TX-1i< II'IH4- ILE H!<-[Mltjiir ( I I I SUIIIC-IIÍJ k I'> M I V N I '

125 2.1

1,2 61,3 70,0 ">6,5 122.5 128,1 126,0

125 2,5 1,2 71,J 01,5 112,0 11 i,(i 141,5 147,0 125 2,1!

1,2 01,5 93,3 120,» 161.5 160,0

ISO 2.1

1,4 67,0 70,1! 07,1! 119,0 117,0 140.5

ISO 2,5 1,4 70,3 82,5 102.5 140,0 160,0 163.a ISO 2,a

1,4 89,3 94,5 117,3 159,5 102,1! 107,3

200 2.1

1,7 77,5 77,5 ju.a 102. i i ::,!. 153.5

200 2,5 1,7 90,5 90,5 •IM.il 119,3 153,1! 179,0 200 2.1!

1,7 103,3 103,5 130,8 1)6,5 175,1) 204,13

250 2,1

2 86.3 07,3 08,D 90,3 116,5 1-14,0

250 2,5 2 101,0 101,8 103,5 114,5 1.15,0 165,0 250 2,1!

2 1 13,5 1 lí>.! 118,3 111.0 153,1 19JjO

30Ô 2J

2,3 94.5 97,3 94,0 99,0 1 11,5 110,5

30Ô 2.5 2,3 110,3 113,5 • 10.5 116.5 130,0 152,3 30Ô 2,8

2,3 l 129,8 126,.) 133,0 140,6 174,0

350 2.!

2,6 1411. ! 107,5 101 ,.1 mu 1103 1.14.11

350 23 2,6 1 18,0 125,5 110,3 120,3 129,0 144.5 350 2,1!

2,6 1 35,0 143,5 135.3 137,5 147,5 165,3

segurança, normalmente ijiunl a 2;'' Largura tfo carregamento assumido como 7. Sm.

M . I I I O . I I <iCf(l,ni (Fe Cisus Industriais

Cálculo da armadura de retração

O cálculo cia armadura de retração pode ser feito por meio de diversos procedimentos, como a drag equation - que leva em consideração apenas o atrito gerado entra a placa de concreto e a sub-base -, o do momento equivalente - que estabelece uma taxa de armadura tal que o momento negativo resistente seja igual ao da seção íntegra do concreto' - , CHI O critério da nào-ocorrência de fissuras visíveis - QUE impõe como base em critérios experimentais taxas elevadas de armadura, cia ordem de 1%.

Há ainda outros critérios que acabam conduzindo a taxas variando de 0,8% até o limite superior citado (WRI, 1996); de fato, nenhum defes impede a ocorrência da fissura, mas simplesmente a tornam tão fechada que é pouco visível, No Brasil, a drag equation acabou ganhando muita popularidade em função da sua forma simples, bastante conceituai e com ótimos resultados na prática, podendo ser expressa como:

/ .y. L.W.h 2.o,

sendo:

Af a área de aço; y o peso específico do concreto;

a tensão admissível do aço, igual a 0,75 cia sua tensão de escoamento; / o coeficiente de atrito entre a sub-base e a placa de concreto, que pode assumir os valores cio

tabela Ü.4 (WRI, 1996); /., W e /) o comprimento, a largura e espessura da placa de concreto, respectivamente.

Considerando que o peso específico do concreto seja 25.000 N/m', a fórmula para as telas soldadas (CA-60), para largura de um metro, pode ser escrita simplificadamente:

C/4-60: Ax =

Ncste caso, basta empregar o coniprimonto da placa em metros e a espessura em centímetros para se obter a seção de aço em cmVm,

Tabela 8,4 s Cotfcicntctdcntrilo para diversas condições de apoio d,i placa

' Eistr conceito í importante quando h.l cargas unifoínwimenlo distribuídas olevadaí, fa/rml» coni qitc evenlu<iis fissuras possam apresentar atioriuras Indosojíwis,

72 Manual ( H H I . U I de Pisos Industriais

Entretanto, a drag equatiofi pode apresentar algumas limitações, como, jror exemplo, taxas de armadura muito baixas e que tornariam difícil o correto posicionamento da armadura em função do baixo diâmetro dos fios. Por isso, algumas medidas complementarei poderiam ser estabelecidas, como o emprego de taxas superiores a 0,1% (ia seção de concreto e a utilização somente de telas fornecidas em painéis.

8.5 Pavimento estruturalmente armado

A resposta de quando se empregar os pavimentos estruturalmente armados pode ser bastante simples; sempre que as tensões de tração na ílexào observadas no concreto forem superiores I admissível fiara garantir um desempenho adequado e durabilidade compatível com a estrutura do piso.

Cm função da sua elevada capacidade resistente, os pisos armados são empregados na presença de cargas elevadas, como hangares de aeronaves, pátio cie conteineres, áreas de depósito com cargas pontuais elevadas, etc.

O dimensionamento do PEA - pavimento estruturalmente armado - pode ser feito com base nas fórmu-las clássicas de Westergard, nas cartas de influência (Rodrigues e Pilta, ic>()7), nos diagramas de Losberg, nas fórmulas de Meyerhof já descritas no item 8. i, ou nos programas de elementos finitos,

Esses procedimentos permitem o conhecimento do momento fletor atuante e, a partir daí, a determinação das armaduras passa a sor elementar. Por exemplo, os mesmos cálculos efetuados no pavimento com armadura distribuída, com a determinação do momento atuante, podem ser empregados no piso armado,

O cálculo das armaduras pode ser feito com base nos adimensionais (estádio lii) kfi e (Santos, 1983), A determinação da armadura é imediata, com o emprego dos coeficientes adimensionais kíf e k v

k . bx d" M i

A s = K t x em cmJ/m

sendo; M^ o momento atuante {em tf x cm/m); J» a largura considerada, geralmente 100 cm; d a espessura da placa de concreto h, menos 3,0 cm (cobrimento); A^ a área da armadura, geralmente em cm' Jm; k o coeficiente adimensional, fornecido no tabela 8.4,

Os valores da k , em função de k e da resistência característica do concreto, í t, são fornecidos no tabela 3.4, Nestes, já estão embutidos os coeficientes Ode segurança, de minoração para materiais e de majoração para as ações, previstos na norma NliR 6118 (Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado).

Sob o puniu de vista de cálculo das armaduras, é perfeitamente possível a obtenção de estruturas extremamente delgadas. Consideremos, por exemplo, o dimensionamento de um pátio de estaciona-mento para aeronaves 747-400, para determinadas condições de solo, cujos momentos - obtidos com o programa Kenslab - são mostrados no tabela S.5 (Rodrigues, 2002}.

M . I I I I M I ( Í H K I . I I I (TF Cisas Imluslri.iis 73

Flexão normal simples seção retangular

T a» 14

ye= 1,4

y (= 1.15

FonuAdaplado dc Cífculo de Concreto

Armsdo, segundo Nova NIS-1 <i o CE» (1511) li grafia 13)

Valores dc para controlo de f,, igual a: Valores de k, i5 27 211 :io CA-òl) 16.636 17.021 17,257 16.641 15.S31 0,269 4,710 4 529 4.361 4,206 3,925 0,270 2,118 2.036 1.961 1.891 1.726 0,271 120 r, 1.159 1.116 1.077 1.005 0,272 761,7 751,7 723,a 690,0 651,4 0,273 550.4 529,2 509,6 491,4 456,6 0,274 410,3 394, S 379,9 366,3 341,9 0,273 319,0 306,7 295,4 234,6 265,6 0,276 256,2 246,4 237,2 220,a 213,5 0,277 211.2 203,1 195,6 160,6 I 7i), O 0,270 1 77,6 171,0 164,, 7 150,a 146,2 0,279 152,4 146,6 141,1 136,1 127,0 0,230 132,7 127,6 122,9 110,5 110,6 0,232 117.1 112,6 I0&,4 104.5 97,54 0,293 104,5 100,5 96,75 93,30 87,08 0,234 'H,IO 'JU.Í.V «7,31 64,1') 76,36 65,54 82,63 79,57 76,73 71,62 0,237 79,01 75,90 73,16 70,55 65,05 0,230 73,19 70,37 67,77 65,35 60,99 0,290 66,22 65,60 63,17 60,91 56,85 0,291 63,94 &1,4& 59,20 57,09 53,26 0,293 60,20 57,89 SS,74 53,75 50,17 0,294 56,92 34,73 52,70 50,82 47,43 0,296 54,01 51,93 50,01 43,23 45,01 0,290 51,42 49,44 47,61 45,91 42,05 0.299 49,14 47,15 45,50 43,87 40,95 0,301 47,54 45,71 44,02 42,44 39,62 0,302 46,06 44,2!1 42,64 41,12 Ul, Ul 0,304 44,66 42,96 41,37 5 <>.«<> 17,2 í 0,305 43,39 41,73 40,1 a 30,75 36,16 0,307 42,20 40,57 39,07 37,67 35,16 0,308 41,07 39,49 3 a,03 36,67 34,23 0,309 40,02 38,4 a 37,06 35,73 33,35 0,311 39,03 37,53 36,14 34,85 32,53 0,312 38,10 36,64 33,23 34,02 31,75 0,314 37,22 35,79 34,47 33,24 31,02 0 316 36,40 35,00 33,70 32,50 30,33 0,317 35,61 34,24 32,97 31,80 29,68 0,319 34, 87 n , ! ; t i2,2'J 31,14 29,06 0, Í20 H, li- t2.a<> Sl.fhi 50, 'is 21147 0,322 sa, 50 32,22 3 1,02 29,91 27,92 0,324 32,87 31,61 30,44 29,35 2 7,39 0,325 32,27 31,03 29,03 23,81 26,09 0,327

Tabela 8,4: Valores deKi

fi (cm) Al, (tf x cm/m) lít 356 20 397 22 433 32 590 34 616 36 641

Talwla 11,5; Momento Atuante k espeiHira

74 Manual ( H T Í I . H P D C P Í Ü I Í S ImJuSIriais

Desse exemplo, vem uma questão crucial: é possível o emprego cie est rui uras su perdei gadas desde que as armaduras resistam d os esforços previstos?

Lüsberg acreditava que era possível e fez inclusive trechos experimentais de pistas bastante arrojadas, com apenas 3 cm de espessura, mas que acabaram apresentando muitos problemas executivos.

i loje sabemos que a rigidez do pavimento deve ser governada por uma deformação máxima admissível, que para aeroportos pode ser tomada no centro da placa (para pavimentos considera-se a deformações de borda livre).

O valor dessas deformações pode ser, por exemplo, função do solo ou mesmo emprestado dos valores sugeridos para os pavimentos pretendidos (Rodrigues, 2003), queé de 1,5 mm para carga no interior da placa; o ACI recomenda que, para o caso de pavimentos rodoviários, a deformação do borda livre não deva ser superior a 0,75 mm.

A validade desse critério é que o pavimento protendido apresentará rigidez semelhante ao armado, em função das espessuras finais. Outro critério que pode ser emprestado desse mesmo trabalho é relativo ao coeficiente de recalque mínimo admissível, cerca de 60 MPa/ni, e que deve ser empregado principal-mente na movimentação de cargas pesadas.

Na verdade, devemos observar que a seção de concreto armado irá trabalhar fissurada e que, portanto, haverá uma redução no seu momento de inércia, proporcional à taxa de armadura p (porcentagem da área de aço em relação à de concreto). Essa redução irá Implicar uma diminuição do raio de rigidez e conseqüentemente do momento fletor atuante. Por outro lado, irá aumentar as deformações.

Lõsborg propôs que esse efeito pode ser representado pelo emprego de um coeficiente et, função do produto p.n, onde p é a taxa da armadura o n é a relação entre os módulos de elasticidade do aço e do concreto, podendo ser considerada igual a 7,5, cujos valores podem ser tomados pela seguinte expressão:

a = -0,0013 (it .p)1 + 0,08 52 {n. p ) + 0,0134

O valor dtMx assume uma importância grande no controle das deformações da placa e [X>do ser controlado pela taxa de armadura empregada, fazendo com que - para os pavimentos armados - a rigidez da placa não seja governada apenas pela sua espessura, mas considerada em conjunto com o aço empregado,

O a nada mais é do que a relação entre os momentos do inércia critico, obtido com a seção fissurada (considerando o limite de utilização cio aço), e o momento de inércia da seção íntegra:

O momento de inércia da seção fissurada, também denominado momento de inércia equivalente - /,, -, pode assumir uma ampla faixa de valores variando entre o da seção não-fissurada e o crítico, podendo ser obtido pela expressão (ABNT, 2003);

M . I I I I M I O H K I . I I I (TF Cisas Imluslri.iis

onde:

* M(lM é o momento máximo tio concreto ou, em outras palavras, o momento de fissuração do concreto simples:

lK é o momento de inércia da seção não-íissurada ey ( a distância da linha noutra à fibra mais Iracionada, * M, é o momenlo atuante. • ljri( é o momento de inércia da seção fissurada:

sendo i> a largura de seção, & a altura da seção comprimida, n a relação entre os módulos de elasticidade do aço e do concreto, A a seção de aço e d a altura úlíl da peça (altura nominal menos o cobrimento da armadura).

O valor l(. deve ser empregado no cálculo do raio de rigidez da placa de concreto armado que de maneira simplificada é;

Esse valor pode então ser aplicado no cálculo dos momentos atuantes empregando-se as fórmulas clás-sicas dr Westergard, as formulações de f.iisherg ou outras expressões. No caso elo rákuk) por programas de elementos flnitos, a consideração da fissuraçSo da seção [iode ser efetuada pelo emprego de um módulo de elasticidade real multiplicado pelo coeficiente «.

O controle das deformações do pavimento armado passa a ser feito não apenas pela espessura ria placa, mas também pela variação da taxa de armadura, Esse fato ê particularmente interessante no caso de pavimentos rodoviários, onde a freqüência dos carregamentos é muito elevada.

Para o cálculo dos momentos íletores atuantes, Lõsberg desenvolveu um conjunto de ábacos, figuras 8,7 a B.9. Rociemos observar que os Ábacos são função da soma de momentos m + m', onde m 'é o momento negativo e m o momento positivo atuantes.

x , _ (friM. i) A.-M i r i l = ...

2

0.5 1,0 1,6 2,0 2,5 0

Fijjui.i !t.7: CiifgaCCntrAl

7Í> M A N U A L ( H K I . H I ( L I ; Pisos lmiijf.lri.iis

A consideração de Lõsberg é que a continuidade da placa faz com que ocorra o momento negativo, que contribuí para a redução do positivo, à semelhança do que ocorre nas vigas contínuas. Para esse pesqui-sador, a continuidade ocorreria pela própria resistência à tração na flexão tio concreto.

Entretanto, placas longas - comprimento maior do que 8 x t {raio de rigidez} - são passíveis de fissuração por retração hidráulica, e até mesmo por questões de fadiga do concreto, a contribuição do momento negativo só deve ser empregada quando for prevista armação específica para essa finalidade.

1'ijjur.i 15.11: C.lrg.1 effl Iwrd.i livre

A aplicação desses ábacos, desconsiderando a contribuição do momento negativo, conduz a valores bastante próximos daqueles encontrados pelas expressões de Meyerhof,

F Í J J U M 8.9:Girgn O M borda protegida

M.imial (icnLui (tf Pisos liidusLrials 77

juntas 9

9.1 Introdução

Ao longo dos tempos, o aumento dos carregamentos, e o conseqüente aumento das tensões nos pisos industriais, vem preocupando os profissionais da área. Várias soluções de dimensionamento têm sido estudadas, porém, iodas as alternativas elevam a responsabilidade das juntas pelo falo de que o aumen-to das cargas leva ao aumento de tensões nas juntas e das deformações dos pisos industriais.

Várias alternativas para elevar a eficiência na transferência de cargas entre placas de concreto foram experimentadas, tais como: espessamento das bordas das placas, juntas com encaixes do tipo macho-e-fêmea com ou sem barras dc ligação, aumento da capacidade de suporte da sub-base, juntas com utilização de barras de transferência ou barras de ligação e outras.

9.2 Função das juntas

Todo piso industrial está sujeito a tensões, devido a diversas causas, como as de retração plástica do concreto, retrações e dilatações causadas por variações térmicas ou higrométricas, empenamento das placas, carregamento, seja ele estático (cargas distribuídas ou pontuais - do tipo de prateleiras) ou móvel (empilhadeiras de rodas pneumátlcas ou rígidas).

Parte destas tensões faz com que haja uma sensível redução da vida útil do pavimento, caso não sejam devidamente tratadas (CRÊS, 1996), O projeto deve prever dispositivos, detalhes construtivos, reforços estruturais e especificações cie materiais adequados a cada tipo de solicitação.

Dentre estes dispositivos ou detalhes construtivos estão as IUNTAS, que podem ser definidas como:

Detalhe construtivo, que deve permitir as movimentações de retração e dilatação do concreto e a adequada transferência de carga entre placas contíguas, mantendo a planicidade e assegurando a qua-lidade do piso e conforto do rolamento,

í importante ressaltar que as juntas devem permitir a "adequada transferência de carga entre placas contíguas". Pode-se avaliar pela figura 9.1 as condições de trabalho cias juntas.

0% da iransferôncia du carga

Figura 9,1; (unia ítaprou^ida

Manual Oerd.iu (tf Pisos Imluslriais

Quando se lem uma carga na proximidade da borda, existe uma deformação natural da placa de concreto do piso, proporcional à magnitude da carga, espessura da placa, módulo de elasticidade dos materiais envolvidos e condições de sujaorte da placa, gerando uma descontinuidade da superfície do piso e alterando as condições de rolamento, conforto e segurança,

Na figura 0,1, pode-se notara existência de uma patologia na placa da direita, devido à passagem da roda do veículo, Este fato, conhecido como esborcinamento, é comum em pisos que não possuem a adequada transferência de carga, como demonstrado na figura 9,2,

100% de- transferência de carga

Sentido do irúfego Sentido do trafego

Figura 9.2: J un ta protegida

Pode-se notar pela figura 9,2 que, quando há a adequada transferência de carga através de um dispo-sitivo devidamente dimensionado (ver item 9,5 - Dimensionamento das barras de transferência), preparado e posicionado, tem-se assegurada a vida útil do piso de concreto.

Devido à necessidade de manutenção periódica e para que se tenha uma vida ulil mais longa possível do piso, é importante que se utilizem todos os recursos disponíveis para a diminuição do número de juntas em uma obra, já que elas sào, normalmente, ,i principal causa do início do processo de falência dos pisos e pavimentos.

A recomendação para placas deconcmlo simples ó de que a rei ação entre largura e comprimento seja de 1 ;1,5,

Existem organismos que sugerem placas ainda menores como, jior exemplo, a relação de 1:1, 25, ou seja, para placas de uma rodovia com largura dc 3,f> m, tem-se comprimentos de 4,5 m.

Para os pavimentos armados, esta relação fica por conta das questões executivas, sendo que para os pavimentos continuamente armados, existem apenas as juntas de encontro com pontes ou outras estru-turas, obtendo-se placas com quilômetros de extensão.

9.3 Tipos de juntas

Para os pisos Industriais, poucos são os tipos de Juntas necessárias para que se tenha sucesso na realiza-ção da obra, Podem ser classificadas em;

• Junta da construção - |C; • Junta serrada « 15; • Junta da encontro - |E,

iw Manual lifrd.w d(í Pisos Industriais

9,3,1 Junta de construção

Sao as juntas construíivas de um pavimento, sendo que o seu espaçamento está limitado ao tipo fie equipamento utilizado, à geometria da área e aos índices de plantcidade a serem obtidos,

As juntas de construção podem possuir encaixes do tipo macho-e-fêmea ou utilizar barras de transfe-rência (figura 9,3), As do tipo macho*e-fêmea têm tido o seu emprego reduzido por possuírem baixa capacidade de transferência de c.ii^.1, por dificuldades executivas o principalmente pela grande ocor-rência de fissuras próximo das bordas (Rodrigues e Cassara, 199tt). Este tipo de dispositivo de transferên-cia de carga (ACI, 2004) não deve ser utilizado para pisos com espessura menor do que 15 cm,

A figura 9,3 apresenta unia seção típica de uma junta de construção com uso de barras de transferência, £ importante destacar o posicionamento tias barras de transferência e da tela soldada.

Espaçadoros

Lona plástica Barra do transferência (metade engraxada

Setenta ,, Tela soldada - 1 ' 3 h

Figura 9, j ! J u nu de construção

9.3,2 Junta serrada - JS

O processo construtivo utilizado atualmente prevê a concretagem em faixas e limitadas em sua largura pelas juntas longitudinais de construção. Logo após o processo de acabamento do concreto, deve-se iniciar o corte das juntas transversais de retração, também conhecidas como juntas serradas (figura 9,4), Uma grande angústia das empresas que executam este tipo de obra e a determinação do melhor mo-mento de inicio deste processo.

Em geral, este tempo é cerca de 10 a 15 horas após o lançamento do concreto, porém, existe uma grande variação de acordo com o ti[H) de cimento, temperatura ambiente, relação água/cimento, tipos e dosagem de aditivos, ventos e outros fatores externos.

O corte deve ler (Rodrigues e Cassara, 1998) pelo menos 40mm, c ser maior do que 1/3 da espessura da placa. A figura 9.4, que apresenta seção transversal típica.

Espaçadores Setenta Teta saldada

Barra do Ira nsterB nela (metade engraxada)^

Lona pteslica

^íckxxííwí

Figura ÍM: Junta serrada

Manual Oerd.ui (tf Pisos Industriais (II

9.3.3 Junta de encontro - JE

As juntas do encontro são fundamentais para isolar o piso das oulras estruturas, como vigas baldrames, blocos de concreto, bases de máquinas ou outras (figura 9,5). Esta é uma premissa que faz com que o piso trabalhe independente das outras estruturas existentes, Nos casos de pilares e pequenas aberturas nos pisos, normalmente se utiliza a solução apresentada na figura 9,6, também conhecida como junta lifH) diamante.

Figura !).!j: lunü de encontro Fi jura 9,<i: IU ftta deencontro l ifx)diama ntC

Espanador Tela soldada Sslanl©

Lona plástica Mataria! cotnpressfvel

Esp í j çado ros So lan to

l ona plástica Barra do IransfarOnelaI;

(metado oigraxada^p

' Material comproBafvet>

lá a utilização da junta de encontro entre placas, também conhecida como junta de dilataçao - JD, não é usual para os pisos industriais, sendo utilizada apenas em casos especiais, principalmente nos casos de mudança de direção de tráfego, fato comum em docas de recebimento cie materiais, Este detalhe cons-trutivo é muito semelhante ao da junta de construção, sendo necessário prever um capuz no final da barra de transferência com folga aproximada cie 20 mm (figura 9.7),

Tola so ldada \

< 1/3 h

Finjura 9.7: junta dedllaiiiçto

9.4 Mecanismos de transferência de carga

A compreensão da necessidade dos mecanismos de transferência de carga fica evidente ao analisar-se as tensões que ocorrem em função da posição d,i carga em relação às juntas, conforme apresentado no capítulo 8 (tabela 8.2).

Portanto, caso não sejam previstos mecanismos de transferência de carga nas juntas, de forma a garantir a continuidade do pavimento, o dimensionamento deveria ser efetuado pela posição de carga mais desfavorável, borda ou canto,

Esse procedimento acabaria por gerar pisos cie espessuras elevadas e antieconômicas, além de não garantirem a imobilidade vertical necessária, Modernamente, os pisos são dimensionados de modo a

Manual (ifrdati DC.' I SSK ÍS Industriais

garantir a continuidade do piso nas juntas, isto é, dotando-as de mecanismos eficientes, a fim de permi-tir que o dimensionamento seja leito considerando a carga atuando longe das bordas livres.

observa-se hoje em dia que o tipo mais comum é constituído pelas barras de transferência, em função da pratícidade e da eficácia que ele permite, O sistema macho-e-fêmea deve ser evitado devido ã sua baixa eficiência em aplicações industriais {AG, 2004), Neste sistema, a transferência de carga depende da união entre as duas faces cia junta que, nos pavimentos rodoviários, é garantida por barras de liga-ção, Nos pisos industriais não é possível o emprego desse recurso, pois restringiria os movimentos de retração da placa, com conseqüente desço lamento d as faces, tornando o sistema ineficiente (figura 9.8).

Existem outros mecanismos de transferência que podem ser considerados, como pelo entrosamento dos agregados, mas, que para serem eficientes, a abertura máxima da junta deve ser inferior a 1 mm (ACI, 2004), limitando o comprimento da placa em poucos metros.

Outro sistema, composto por chapas planas em formato triangular [Walker o Holland, 1998), pode ser empregado em juntas de construção, estando em estágio experimental de utilização. Apresenta como vantagem principal permitir o movimento horizontal da placa em duas direções, ortogonal e paralela ao seu eixo principal.

Embora as barras dc transferência sejam as preferidas nos pisos industriais, ô importante salientar que a sua eficiência é inversamente proporcional à folga com o concreto; práticas como envelopar com mangueira, plástico ou papel, ou mesmo retirar as barras para facilitar a remoção das fôrmas são condenáveis, por facilitarem em demasia a perda da qualidade da junta.

9.5 Dimensionamento das barras de transferência

As barras dc transferência têm os seus desempenhos ditados por dois parâmetros principais: o espaçamento e o diâmetro das barras; secundariamente, ê função também da abertura da junta (Yoder e Wilczak, 1975). É comum, no Brasil, o emprego de tabela adaptada do ACI - ver capítulo 7.5.

Essa tabela permite que o diâmetro ou lado da barra seja adotado com relativa facilidade, Entretanto, deve-se lembrar que o seu estabelecimento foi feito com base em pisos e pavimentos de concreto simples, isto é, aqueles em que os esforços atuantes são resistidos apenas pela resistência à tração na flexão do concreto.

As tensões atuantes nas barras de transferência estão intimamente ligadas à espessura da placa, através do raio de rigidez relativo L

Manual tiuitlau (te Pisus Industrial» (13

Deslocamento enlre as foces

figura 'J.8: Encaixe lipo macho-e-íêmea

Para avaliar a influência cio raio cie rigidez relativo na força aplicada nas barras de transferência, pode-se comparar, por exemplo, uma carga I' aplicada em uma junta, exatamente no alinhamento de uma barra de transferência,

f - 4 sue r V12 X (I - v-)x k

Onde: £ éo módulo de elasticidade do concreto (kgf/cm1); h é a espessura da placa de concreto (cm*); v é o coeficiente de Poisson do concreto, tomado como 0,15; t é o coeficiente de recalque da fundação {kgí/cm!/cm),

A tendência natural é que essa força distribua-se com maior intensidade na barra em seu alinhamento, enquanto as barras adjacentes recebam um esforço menor, proporcional à distância que se encontram cio centro de aplicação de cargas,

A influência da carga se fará sentir até uma distância igual a 1,8 vezes o raio de rigidez relativo. Portan-to, quanto maior ele for, mais barras estarão repartindo o esforço aplicado,

Barras de transferência

Figura DislíibufÇJode esforços ms barril* delransferênfia

Com base na figura 9.9, pode-se ter os seguintes esforços aplicados, quando a carga estiver posicionada no interior da placa:

a = l

h,= cy, h2=c2 ... h„ =crJ

n x .v Í.H x £

O esforço atuante na barra mais solicitada, situada imediatamente abaixo dela, considerando a junta com 100% de eficiência, será:

f , _ <ÃU1

ÍM Manual C Í T I I . U I D E H S M S INDUSTRIAIS

Quando a carga si lua-se próxima a uma borda livre, o esforço atuante na barra mais solicitada será:

(15 r I + (b | + b2+...+b„)

A análise das duas expressões permite de imediato perceber que a barra mais solicitada estará sempre próxima a uma borda livre. Quando houver mais de uma força atuando na junta, o efeito nas barras devo ser superposto,

Esse modelo, proposto por Fríberg (Yodere Witczak, 1973), admite que a placa de concreto é absoluta-mente rígida, o que na realidade não ocorre; logo, as cargas nas barras assim avaliadas acabam sendo maiores do que o calculado,

Quando uma carga P, atua em uma barra imersa no concreto, conforme mostra a figura 9.10 (I luang, 1993), apresenta a seguinte rigidez:

Onde:

K é o suporte da barra de transferência (podendo ser considerado igual 41 7 t i Pa/m/; E é o módulo de elasticidade do aço (210 GPa), b e I são o diâmetro e o momento do inércia da barra de transferência, respectivamente.

filtra 9,10 i Deformação da liana íle transferência

A deformação y da barra ê dada por:

y = P x a (m)

Onde; ( 2 + r p ) 4jjí g j (ver quadro 9.1)

• i}

e z é a abertura da junta

Manual Cuidai! (tv 1'ÍSÜS Industriais

Diâmetro (mm)

Abertura das juntas (mm) Diâmetro (mm) 2 4 f. 8 10 15 21)

12,5 7,05 E-03 a,31E-03 fl. 67 E-03 0,020-03 0,3 8 E-03 I.03E-02 1 ,l2E-02 16 5,12 E-03 5,31 E-03 5,51 E-03 5,70E-03 5,90 E-03 6,3flt;-03 6,67 E-03 20 3,44E-03 3,55 E-03 3.67E-03 3,751:-03 339 E-03 '1,1 7E-03 4,-14 E-03 25 2,32 E-03 2,3f5E 03 2.4 5 E-03 2,510-03 2, S 7 E-03 2,73 E-03 2,flOÍ 03 32 1,50E-03 t,53EG3 1.57E-03 1,600.03 1,64 E-03 1,72 E-03 1 1 E-03

Quadro 9.1: Valorei dc K x a

A tensüo atuante de apoio no concreto é imediata; o = P x K x a, sendo que o em MPa e P e m N, e o quadro 9.1 fornece os valores de K x ot para diversas aberturas de juntas,

A análise das expressões indica que a deformação e a tensão, fixadas as propriedades geométricas e mecânicas da barra, irào variar com a abertura da junta, l^r exemplo, a tensão de apoio (barra de 20 mm) em uma junta de dilatação pode ser de 10% (abertura de 10 mm) a 2,5% (abertura de 20 mm) maior do que numa junta de retração (abertura de 4 mm),

Nas juntas serradas, a abertura é função da retração hidráulica do concreto, dimensões das placas e do tipo de piso empregado; por exemplo, os pisos estruturalmente armados apresentam menor abertura de junta em função da restrição imposta pelas armaduras,

A tensão admissível no concreto ê determinada pela expressão (adaptada de Huang, 19£)3);

M O j j U M °«<ím m \ ~5 -) fck <MP(l)

sendo b o diâmetro da barra em mm.

No caso do essa tensão ser ultrapassada, ocorrerá o esmagamento do concreto em contato com a barra, com o conseqüente aumento de deformação, Uma vez ultrapassado o valor da deformação que ocorre para a carga situada no interior da placa, a borda passa a ser mais solicitada, devido à perda de eficiência da junta.

O processo de degradação passa a ser contínuo, pois a sub-base é mais solicitada, perdendo capacidade de suporte e aumentando a deformação na junta até que ocorra o colapso estrutural.

9.6 Selantes para juntas

O mercado oferece uma vasta gama de materiais para preenchimento de juntas, que podem ser dividi-dos em duas famílias; os pré-moldados e os moldados in loco.

Os pré-moldados, geralmente de neoprene, devem ser usados em situações particulares, pois caso haja emprego deempilhadeiras de rodas rígidas, exigem a confecção de lábios polimóricos. Por esse motivo, acabam tendo pouca utilização em áreas industriais.

A preferência acaba sendo pelos moldados in loco, geralmente constituídos por poiiuretano ou asfalto modificados, mono ou bicomponentes, havendo também a família dos silicones.

«í> Manual (icrd.w de INsns Industriais

Entretanto, quando está previsto tráfego de veículos de rodas rígidas, nota da mente as de pequeno diâ-metro, os únicos materiais capazes de apresentar adequado suporte às tensões geradas nas bordas (ia junta sào os polisulfetos, uretanos eepóxi bicomponente.

o epóxi é o material preferido em função da sua maior facilidade de manuseio e cura índependentedas condições ambientais de obra, A dureza desses materiais deve ser de no mínimo 60 {Shore A) e devem ter teor de sólidos de 100% (ACI, 1996), Quando a junta é de construção, recomenda-se a adoção de Sábios poliméricos.

O fator cie forma (profundidade dividida pela espessura do selante) é variável de acordo com o tipo de material selante, De unia maneira geral, deve-se seguir a orientação dos fabricantes, no que se refere ao fator de forma, que varia geralmente de 1 a 2.

CcrdÉo ds si sal ou tarucei

Corte inicial na prolundidade exigida no projeto

Trinca

Figura 0.11: Selante em junta serrada

Outro ponto importante refere-se ao tempo transcorrido entre a execução do piso o a selagom cia junta, Se esta for executada muito cedo, o concreto ainda estará se retraindo e corre-se o risco de deslocamen-to ou ruptura do selante, notadamente quando se trabalha com epóxi. Na realidade, o concreto cotui-nua se retraindo por muito tempo, sendo que a maior parte ocorre no primeiro ano, função basicamen-te das condições climáticas, notadamente a umidade relativa do ar.

Portanto, é recomendável que a selagom seja retardada o máximo possível, para evitar quo ocorram problemas com o selante.

Manual Cierdati (tf Pisos Industriais

Execução 10

T 0,1 Introdução

Como pudemos estabelecer nos capítulos precedentes, a concretagem do piso industrial apresenta im-portância no mínimo equivalente, se não maior, do que o dimensionamento e os materiais empregados.

Por asse motivo, a sua execução deve ser precedi tia e acompanhada de cuidados no planejamento e controle, para não pôr a perder todo o trabalho desenvolvido. As equipes deverão ser previamente treinadas e qualificadas, sendo recomendável que seja feito preliminarmente um pequeno trecho expe-rimental, que poderá ser usado também para a definição do padrão de qualidade.

Esse procedimento, bastante simples, permite que se estabeleça de maneira clara o inequívoca uma referência executiva inquestionável, principalmente no que se refere à textura superficial, parâmetro de avaliação subjetiva.

10.2 Execução da fundação do piso

A fundação do piso é constituída pelo preparo do subleito e da sub-base, seguido pelo eventual isola-mento desta com a placa de concreto. De nada adianta uma placa de concreto bem executada, se essas operações preliminares forem relevadas a um nfvel inferior de qualidade.

Subleito

O preparo do subleito nada mais é do que garantir a compactação exigida em projeto, que varia entre 95% a 98% da energia do proctor normal, existindo alguns tipos de solo que podem ser compactados em energia mais elevada, melhorando o seu desempenho final.

A compactação só pode ler qualidade se ela for controlada e, para isso, é necessário o conhecimento (ia curva de compactação do solo, que irá fornecer a massa especifica seca máxima e a umidade ótima.

Cuidados especiais, tanto na execução como no controle, devem ser tomados nas regiões onde a compactação foi executada com equipamentos pequenos, como bases de pi lares, de máquinas, muros de docas, canaletas e outras interferências existentes, pois essas regiões cosi uma m ser problemáticas, Deve-se evitar o emprego de materiais diferentes no realerro dessas áreas.

Sub-base

A execução da sub-base é um pouco menos critica, pois trata-se geralmente de material preparado de acordo com uma norma especifica e compactado na espessura definida em projeto, Cabe lembrar que a espessura sempre deve ser referida à camada compactada e, para materiais granulares, é conveniente o emprego da energia modificada.

A Í , M U I , I L O H K I . I I I (TF Cisas liiilwslrí.iis

Isolamento da placa com a sub-base

Geralmente constituído por um filme plástico, esse isolamento lem duas funções; reduzir o coeficiente de atrito entre a placa de concreto e a sub-base e formar uma barreira de vapor impedindo ascensão da umidade, sendo esta condição importante quando serão empregados revestimentos sensíveis à umidade,

Quanto à primeira função, reduzir o atrito, há situações em que é mais interessante suprimir o isola-mento, pois ele acaba contribuindo para aumentar o empenamento da placa de concreto. Em algumas situações, normalmente em áreas externas do sistema viário, o filme plástico pode ser substituído por imprimação betuminosa.

10.3 Condições ambientais na concreíagem

A condição ótima para a concretagem do piso é quando ele está protegido da ação rios raios solares c da incidência de ventos. A primeira pode ser conseguida com concretagens noturnas ou em ambientes cobertos; quanto à incidência de ventos, exige sempre uma barreira lateral.

Portanto, a condição de obra fechada o coberta é a que melhor atende às características de um piso de qualidade. Nem sempre isso é possível e para contornar essas dificuldades podem ser tomadas algumas medidas paliativas, lembrando sempre que pode haver mudanças climáticas repentinas e põr todo o trabalho a perder.

Finalmente, vale lembrar que o Brasil, sendo um país predominantemente tropical, deve estar sempre sujeito a concretagens em temperaturas elevadas, devendo-se tomar providências (ACI, 1999} para controlar seus efeitos nocivos no concreto, que são principalmente (Farny, 2001): aumento da água de amassamento, perda da trabalhabilidade, aumento da permeabilidade, perda de resistência à abrasão, aumento da fissuração, maior desuniformidade no acabamento, etc,

10.4 Fôrmas

As fôrmas mais empregadas constituem-se por perfis metálicos dobrados, havendo também a utilização dc fôrmas de madeira de lei, constituídas por vigas maciças, geralmente empregadas na execução dc pisos com índices de nivelamento rigorosos, uma vez que permitem retrabalhos com a fôrma instalada.

A altura da fôrma precisa ser ligeiramente menor do que a espessura do piso fiara facilitar o seu assen-tamento e fixação sem que haja necessidade de se cavar a sub-base para acertos finos, e deve possuir os seguintes requisitos técnicos:

- tenha linearidade superior a 3 mm em 5 m;

- seja rígida o suficiente para suportar as pressões laterais produzidas pelo concreto;

- seja estruturada para suportar os equipamentos de adensamento do tipo réguas vibratórias quan-do estas são empregadas;

- eleve ser leve para permitir o manuseio sem o emprego de equipamentos pesados e prática para que a montagem seja rápida e simples;

M ; I I H J . I I litTil.W (!(.' Pisos Industriais

- a íu ração para colocação das barras cie transferência deve ler diâmetro que permita a remoção da fôrma com facilidade, cuja tolerância cie colocação é ± 25mm no plano horizontal e ± 12,5 mm, no vertical.

O sistema de fixação geralmente é feito com o emprego de pontas de ferro com diâmetro de pelo menos 16 mm, cunhas de madeira, complementado por bolas cie concreto, visto que, como ficará incorporado ao piso, deverá ler o mesmo nível de resistência do concreto da placa,

10.5 Posicionamento da armadura

Toda armadura - telas, reforços e barras de transferência - deve ser previamente posicionada antes do lançamento do concreto, empregando os critérios de espaçamento recomendados no capítulo 7,6.

10.6 Seqüência da concretagem

A seqüência da concretagem depende dos equipamentos disponíveis, mas, como regra geral, ela deve ser executada em faixas alternadas, sendo este processo comum quando se empregam réguas vibratórias, Concretagens executadas em dama ou xadrez eram empregadas antigamente e seu nome vem do es-quema executivo, em que cada placa ê feita isoladamente das vizinhas; esie procedimento ê hoje condenado e não deve ser empregado.

Cojicretagcm cm faixas

Concretagem em xadrez - não cmprcgnrí

Figura 10.1: Plarw docorcroliigem

Como alternativa para as concretagens em placas, há o lançamento em grancies áreas, como os comumente empregados com equipamentos do tipo Laser Screed, sendo posteriormente serradas as juntas transversais e longitudinais.

10.7 Lançamento do concreto

Apesar de ser uma operação bastante simples, o lançamento do concreto em pisos tem a sua importância por conta da textura e acabamento superficial, devendo ser lançado do forma contínua e com velocidade constante. Embora essa velocidade possa variar em função dos equipamentos e equipe presentes na obra, uma boa referência é o lançamento de um caminhão (7 m3) a cada 20 minutos ou cerca de 20 m Vh.

A simplicidade de operação reside no fato de que, na maioria das vezes, é possível lançar diretamente com o caminhio-betoneira, o que torna o trabalho bastante ágil. As bombas também podem ser empre-gadas, sendo preferível a do tipo lança, que apresenta maior versatilidade e capacidade cie lançamento,

M . I I I I M I O K I . I I I (TF J»isos Imluslri.ii» 9 1

O lançamento deve ser feito sempre em camada única, e a sua velocidade deve ser compatível com a condição de vibração e acabamento do concreto, não sendo recomendável que, após o lançamento, haja demora nos trabalhos complementares,

10.8 Adensamento

As grandes áreas dos pisos aliadas a suas baixas espessuras sugerem que o adensamento do concreto deva ser feito com o emprego de réguas vibratórias. Essa operação é facilitada pela própria natureza do piso, que é desprovida de elementos complicadores, como taxas elevadas de armação ou locais pouco acessí-veis, e a régua vibratória permite a boa compactação até espessuras de 15 cm sem maiores preocupações.

Entretanto, junto às formas, é conveniente o emprego de vibradores de imersào consorciados com as réguas, pois a eficiência destas nesses locais é sempre baixa. Sempre que houver dúvidas com relação aos métodos de vibração ê importante verificar em campo, por meio de ensaios de absorção, permeabilidade ou resistência mecânica em panos piloto.

Finalmente, há equipamentos que fazem simultaneamente as operações de espal hamentoe adensamento, como a Laser Screed, que espalham, vibram e dão um primeiro acabamento, similar à da régua vibratória, permitindo grande produtividade, variando de 1,500 m J a 3,000 m J por dia de trabalho.

10.9 Acabamento superficial

A qualidade de um piso estará sempre associada ao desempenho da camada superficial ou de acaba-mento, quer pela sua maior visibilidade, quer pelo aspecto técnico, já que é a parcela do piso que entra em contato direto com os carregamentos.

Por esse motivo, o seu desempenho irá depender fundamentalmente cios materiais empregados e, prin-cipalmente, da qualidade da mão-de-obra. Na última década, as técnicas de acabamento evoluíram bastante, com o surgimento de diversos equipamentos, alguns deles de preços mais elevados, como as aeabadoras mecânicas duplas, mas a maior parte é constituída por equipamentos simples e de baixo custo, como o rodo de corte e o buli floíit, que nada mais é que uma desempenadeira metálica ou de madeira, adaptada para o uso em pisos.

À questão abrasiva, fortemente associada à qualidade dc acabamento e resistência do concreto, vem sendo fonte de diversas pesquisas e de busca de materiais alternativos; e uma alternativa que vem sendo empregada com freqüência para incrementar a resistência abrasiva é a aspersão1 de agregados de alta dureza - tanto de origem mineral como metálica - na superfície de concreto, em taxas que variam dc 4 kg/m-' a 8 kg/m-'.

Quase sempre c adicionada certa porcentagem de cimento - variando dc 15% a 30% - misturado na própria obra ou emprega ndo-se produtos industrializados, que são fornecidos já misturados aos agrega-dos, cimento, aditivos e até mesmo corantes. Como a espessura da camada é bastante delgada, a forma de aplicação irá determinar o seu desempenho e, portanto, a fase de acabamento pode ser fortemente afetada pela sua presença.

A figura 10.2 (ACI, 2004) apresenta um fluxograma (ia fase de acabamento do concreto, com as princi-pais operações envolvidas:

1 As .bsjxTsfws são ronhecid.is l.imtrfm ciimii "í.ilfjiHiiciilo ini|iiiríin.ir <• dry-sh.iki'.

<>2 Miinu.il (. H T Í I . H I dc.' Pisus Industriais

Corte (stdkeoff): a passagem da régua vibratória exerce não somente uma operação de adensamento (ia superfície, mas também promove o nivelamento ou corte do concreto,

Desempeno; é a operação tradicional, empregando desempenadeiras especiais para pisos, com largura em torno de 200 mm e comprimento entre 1 m e 3 m, normalmente designadas por íhat ou buil-fíoat; podein ser de aço, magnésio ou madeira, sendo que as duas últimas não fecham a superfície do concreto.

Rodo de cone; éa ferramenta mais simples, constituída por um perfil de alumínio retangular, conveni-entemente adaptado a um cabo que permite mudar o ângulo de ataque do perfil, possibilitando que e!e corte o concreto quando é puxado ou empurrado; é a principal ferramenta para obtenção de valores de pl a n i c idade elevados,

Desempeno ou float Mecânico; geralmente são empregados grandes discos acoplados às desempenadeiras mecânicas, lendo a função de compactar a superfície, "puxando" argamassa para cima,

Alísamento mec&nico; é o desempeno fino do concreto, executado com as desempenadeiras mecânicas, que emprega lâminas de aço, variando a sua inclinação, o que permite a obtenção de uma superfície bastante dura.

Observamos quo algumas recomendações apresentadas raramente são empregadas no Brasil, mas de qualquer forma constituem uma sugestão que 6 passível dc ajustes locais; a aplicação da aspersSo dos agregados em duas fases depende da quantidade que será lançada. Por exemplo, 5 kg/m-* de agregado mineral pode facilmente ser lançado em camada única, mas essa informação deve ser ciada pelo forne-cedor do produio.

10.10 Cura do concreto

A cura do concreto é um conjunto de medidas tomadas fiara manter as condições de hidratação do cimento, isto é, umidade e temperatura. Como regra geral, no Urasit são raros os períodos de baixas temperaturas, e os procedimentos de cura acabam limitando-se apenas à manutenção da umidade,

A cura do concreto, além de relacionar-se com a resistência, está também intimamente relacionada aos problemas de superfície, podendo invalidar todos os meios empregados na dosagem, mistura, lança-mento, adensamento e acabamento para reduzir os defeitos tão prejudiciais ao desempenho do piso, Ela pode ser dividida em duas etapas no período de hidratação do cimento: a cura inicial e a comple-mentar.

Cura inicial

A cura inicial é executada imediatamente às operações de acabamento do concreto, podendo até mes-mo iniciar-se de modo indireto apôs o adensamento, com a aplicação de líquidos retardaciores de evaporação, t no seu período que há maior influência dos fenômenos de superfície e, diferentemente cias estruturas, assume papel fundamental nos pisos,

Como manter a umidade ou, mais propriamente, evitar a evaporação da água dc amassamento, sem prejudicar ou danificar a superfície do piso é freqüentemente um exercício de criatividade e dedicação cio construtor, pois os procedimentos muitas vezes têm que principiar já após o adensamento, evitando a ação do vento e da insolação.

M,imi,il Oniíliiu iki Pisos Imlustri.iis

Figura 1D.2: Ff uitogfarna cio fase cie acabamento do concreto

<J4 Manual (icrdui de Pisos Industriais

Após o acabamento final, quando a superfície já nào é tão frágil, isto é, já se encontra a meio caminho do fim de pega, pode-se empregar meios diretos, como a aplicação de membranas de cura, filmes plásticos e outros meios,

As membranas de cura são bastante empregadas, principalmente em áreas externas, devido fundamen-talmente ã facilidade de aplicação, aliada às baixas probabilidades de danos à superfície. São à base de polímeros, como o Acrílico e o PVA, aliadas ou não a um corante, que, com a secagem da água, formam na superfície um filme impermeável.

Os filmes plásticos, transparentes ou opacos, são instrumentos eficientes de cura, mas que exigem maior cuidado com a superfície, visto que podem provocar manchas no concreto,

Cuta úmida ou complementar

Quando não são empregados produtos de cura de eficiência comprovada, ou no caso de emprego apenas de cura úmida, esta deve iniciar-se imediatamente após o fim cio acabamento do concreto.

A sua execução é feita simplesmente com a colocação de materiais absorventes na superfície, que já deve ter resistência suficiente para permitir o caminhar de pessoas. Periodicamente, procede-se à sua saturação.

Os materiais mais empregados são as mantas nlo-tecidas ou qualquer outro material inerte, com boa capacidade de retenção dc água e que não cause manchas de nenhuma espécie.

A cura úmida deve prolongar-se alé que o concreto tenha alcançado pelo menos 75% da sua resistência final, quando então a sua baixa permeabilidade garantirá por si própria a manutenção da umidade para a completa hidratação do cimento.

Da mesma forma que a cura inicial, a cura úmida está condicionada às condições atmosféricas, como o calor, ventos e principalmente a umidade relativa do ar. Vale observar que em dias frios a evaporação da água pode dar-se com mais facilidade por causa de ventos fortes e baixos valores de umidade relati-va; por esse motivo, os três parâmetros devem ser sempre analisados conjuntamente.

10.11 Corte das juntas

O corte das juntas deve iniciar-se o mais breve possível, assim que o concreto tiver resistência suficiente para ser cortado sem que haja quebras nas juntas, pois o concreto pode retrair-se mesmo com a aplica-ção de uma eficiente cura, devido à retração autógena, e, neste período, o concreto tem baixa resistên-cia, fissurando com facilidade.

O tempo em que isso ocorre é bastante variável, dependendo do tipo do concreto, velocidade de hidratação do cimento e da temperatura ambiente, mas normalmente se dá entre 10 a 15 horas.

Já existem disponíveis no mercado, mas ainda a custos elevados, equipamentos que pennítem o corte do concreto ainda muito novo, chamados de soft cul, que eliminam bastante a possibilidade de fissuração inicial,

A programação de corte das juntas é importante, pois as juntas que são cortadas inicialmente tendem a apresentar maior abertura. Portanto, a prática de cortar uma longa faixa ao meio e posteriormente subdividi-las pode no futuro apresentar juntas com excessiva movimentação,

M . I I I I M I Owd.ui (tf Pisos Imluslrkiis

Controle da Qualidade dos Pavimentos Industriais 11

11.1 Introdução

Seguramente, quando se ira to da definição de qualidade, diversas serão as possibilidades de texto o provavelmente iodas estarão adequadas dentro de algum contexto. Assim, podemos entender que a dificuldade cm definir qualidade ó a mesma de traduzir as necessidades operacionais futuras, em carac-terísticas mensuráveis a serem utilizadas durante o processo executivo do pavimenlo de concreto, de forma que a obra pode ser projetada para oferecer satisfação a um preço que o Cliente possa pagar, for outro lado, assim que nos sentimos relativamente bem-sucedidos nesta tarefa, decorre que as necessida-des do Cliente se alteraram por diversas razões, realimentando o processo e alterando as especificações. Esto trabalho pode ser bem representado pelo ciclo do PDCA, como se segue:

° J .. Delinlr os requisitos de qualidade do projeto

Deli miro parlído estrutural a ser acfolado

Elaboração de projeto

Execução da obra

Atuar CQfreiivamGiiie

Coletai resuüadoa durante» eKwuçâo da obra — —

Fij-ura 11,1: Cídodo PDCA (Campo?, l'J{J2)

Note que enire a etapa "Do" (fazer) e a etapa "Check" (verificar) há um looping indicando que se estiver tudo de acordo com o previsto em projeto, deve-se continuar executando a obra e verificando a execu-ção, sem que qualquer alteração ou ação seja providenciada, mas, caso seja perceptível qualquer desvio em relação aos dados previstos, para qualquer que seja a causa, entramos na etapa "Action" (agir), a fim de que correções sejam realizadas dc modo a garantir o sucesso final do empreendimento até que os valores voltem à normalidade.

Para melhor determinarão rios parâmetros a serem ulilizados na elaboração do controle da qualidade, vamos apresentar o Diagrama de Ishikawa, também conhecido como Diagrama de Causa e Efeito, sendo esta uma das principais ferramentas da Qualidade (Campos, 1990). Poderemos, assim, melhor entender a complexidade de um controle da qualidade completo, analisando a figura 11.2.

A1.iiHi.rl Owdau (tf Pisos Industriais <)7

fij>i<r.i 11.2: Diagrama do ísMawa (causa o efeito)

Sem o objetivo cie esgotar o tema, já que cada caso deverá ser tratado como único, haja vista os objetivos diferenciados para cada tipo de obra e de cada Cliente, mesmo que seja para o mesmo segmento, poderemos, através de avaliação do diagrama apresentado, criar tabela representativa que indique os parâmetros a serem definidos em cada pavimento de concreto. Por exemplo, no ramo "Materiais -Concreto", é possível relacionar os diversos parâmetros a serem controlados e gerenciados; resistência à compressão, resistência à iraç.ío na ílrxáo, resistência à a brasão, consumo mínimo e máximo dos mate-riais (cimento, areia, brita, água e aditivos), características a serem controladas de cada um dos materi-ais que o compõe (granulomctria, tipo, pureza, resistência, tipo de aditivo quanto ao tempo de pega ou quanto ao poder de plastificação, etc.), faixa de retração, limites de exsudação, teor de ar incorporado, teor de argamassa, skimp, etc.

Como se vê, este capítulo seria demasiado extenso para abordagem de todos os itens pertinentes; isto posto, ressaltamos que, como em toda atividade produtiva, os pavimentos industriais devem ser subme-tidos a controles de execução, incluindo materiais e processos. Neste capítulo, abordaremos basica-mente as quatro principais fases executivas:

• preparo do subi ei to e sub-base; • concretagem da placa de concreto; • juntas; • tolerâncias superficiais.

Manual ( H T Í I . H I DI.1 Pisos Industriais

11,2 Controle do subleito e sub-base

Como nào existem critérios perfeitamente estabelecidos para a aceitação do subleito e da sub-base, geralmente a aprovação passa por critérios relativos à compactação, considerada mínima quando é de 95% do Proctor Normal - caso do subleito - ou do Proctor Modificado - empregado para sub-bases granulares, exceto quando especificado de forma diferente em projeto.

t iá outros dados importantes que devem ser analisados, como a verificação da qualidade dos materiais envolvidos. Por exemplo, deve ser verificado se o CBR do subleito e da sub-base, granulometria da sub-base granu lar ou o seu teor de cimento, quando for o caso, estão coerentes com o projetado,

Além disso, é muito importante a verificação das espessuras das camadas, ja que a espessura da sub-base pode variar de 5% a 10% do valor de projeto e o seu nivelamento é aceitável se o perfil do topo variar entre -5 mm e +10 mm com relação ao nível de projeto (Ringo e Anderson, 1992), sendo o mesmo critério especificado para o nível do subleito.

Entretanto, as variações excessivas do nivelamento podem acarretar alterações na espessura do concre-to, ou da sub-base, trazendo conseqüências em termos de custos, já que o nível tio piso acabado possui tolerâncias superficiais bem mais rigorosas,

11,3 Concretagem da placa de concreto

11.3.1 Espessura

As tolerâncias executivas da espessura da placa de concreto são ditadas pelo ACI i 17 (ACI 117, 1990), sendo que:

• placas com até 300 mm de espessura: +10 mm e -7 mm; * placas com mais de 300 mm cie espessura: +7 mm e-10 mm.

Pode-se ver que as espessuras de placas a que o AC.I í 17 se refere são muito mais elevadas que as pratica-das no Brasil, e seria mais prudente estabelecer variações máximas da ordem de +7 mm e-5 mm.

11.3.2 Qualidade do concreto fresco

O procedimento mais expedito para o controle do concreto fresco é o ensaio de abatimento do tronco de cone - o stump íesr -, que deve ser feito em todo caminhão-betoneira fornecido na obra.

Entretanto, é recomendável que em algumas partidas sejam feitos ensaios buscando o controle de outras propriedades, como o teor de argamassa, quantidade de ar incorporado, exsudação e, modernamente, controlar a retração hidráulica.

11.3.3 Resistência do concreto

Boa parle das empresas de controle lec no lógico do concrelo costuma controlar a resistência do con creio como se fosse uma estrutura, seguindo, portanto, a norma NBR 6118: Projeto e execução de obras de concreto armado, enquanto o procedimento mais adequado é apresentado na norma NBR 7583: Execução de pavimentos de concreto simples por meio mecânico {AI3NT, 1986), que está em processo de revisão,

M . I I I I M I ticidau (tf Cisas liulwslrí.iis

Embora essa norma trate especificamente de pavimentos de concreto simples, consideramos que ela é mais apropriada em virtude principalmente do estimador1 empregado, que permite um quanlil de 20% de resultados abaixo do valor característico, enquanto a NBR 61 s B impõe 5%. Essa diferença reside basicamente no fato de que a falência estrutural de uma estrutura trai: conseqüências - tanto econômicas como em vidas humanas - muito mais severas do que no pavimento,

A resistência do concreto deve ser então avaliada por meio de lotes que atendam às seguintes condi-ções; não apresentarem mais do que 500 m» nem ultrapassarem 2500 m2 (ABNT, 1906}. Cada lote será representado por 32 exemplares1 no mínimo,

A resistência característica do concreto, à compressão ou tração na flexão, é dada por;

fçttif. k = fçM.j — 0,84 X ou

fc.

t=Zr0,84s

onde s J o desvio padrão da amostra e: /, + A 8 + /,

•Uu o u f,k = ' —

11.4 Juntas

As juntas dos pisos industriais devem obedecer ao menos os seguintes requisitos, em relação ao projeto:

- Ás barras de transferência devem ser posicionadas de modo que a variação do espaçamento entre elas difira no máximo 25 mm,

- O ponto médio da barra de transferência deve estar no máximo a 10 mm da junta;

- A tolerância no posicionamento das barras de transferência em relação ao plano médio da placa de concreto, poderá ser de * 7 mm,

- O alinhamento das juntas construtivas não deve variar mais do que 10 mm ao longo de 3 m,

- Nas juntas serradas, a profundidade do corte não deve variar mais do que 5 mm com relação ao especificado.

11.5 Tolerâncias superficiais

A superfície do pisoé o local onde há maior rigor no controle da qualidade, pois é ela que vai refletir os cuidados tomados durante a execução e, principalmente, definir o nível de desempenho, juntamente com a capacidade estrutural, do produto final.

A principal característica superficial é a planicidade, que define a quantidade de ondulações e outras imperfeições superficiais, O seu valor está fortemente relacionado às operações de acabamento.

1 S inwdw í u modelo n u í A i i empre ido ji.ir.i ,i pravisüu d.i rrsisiOncifl d<> íoncrdo. J Uni i-kcnijihr í formado fK» polo menos dois coqwHli^iKiw, qtejjpiKitt-s»' para rcpK st n.ir o rvsistôncíii <N> i^empl.ir.< m«iior d.is. otnld.if. im rn|)lur,i ck)ü íiols corixis.dr-fiinwi,

1011 M . H H J J I ( H H I . H I D E P ISOS INDUSTRIAIS

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I (Â^r/f ) 2 OU .5 ~ ll-J

A Amer/tan Soc/eíy /br Testing and Materials desenvolveu um procedimento de medida das caracterís-ticas da superfície (ASTM, 1996), que introduz o conceito do F-Number System, formado por dois valores distintos para medir o perfil tio piso (ACI, 1989).

O F, é o índice de planicidade iflatncss), que define a máxima curvatura permitida no piso cm 600 mm, calculada com base em duas medidas sucessivas de elevações diferenciais, tomadas a cada 300 mm.

O F( é o índice de nivelamento {levelness}, que define a conformidade relativa da superfície com um plano horizontal, medido a cada 3 m.

O par de valores F-Number ê geralmente apresentado na forma Ff/Ft, dc modo que uma especificação indicada como 25/20 significa que o T, 6 25 e o é 20.

Teoricamente, os valores do F, podem variar de zero a infinito; na prática, situam-se enire 10 e 50, nos casos mais comuns, ou próximos a 100, em casos especiais. A variação do P, ó linear, isto ó, um piso com F, = 30 é duas vezes mais plano do que outro com Ff =15.

De acordo com o Fp/Ft, o piso pode ser classificado conforme a tabela 1 1.1 (ACI, 2004). Os valores do Fr e F l mínimos locais são os menores valores admitidos para cada linha de medida, tomada de acordo coma norma ASTM E 1155-87 (ASTM, 1995),

U s o T i p i c o F , Gfoliai Fr G l o b a l

Pisos comuns, como sala de máquina, áreas que receberão pisos olovados, ou revestimentos 20 15 assentados com argamassa, ou estacionamento de veículo Áreas carpeladas ou pisos comerciaise industriais de baixo tráfego 25 20 Revestimentos tipo RAD ou de baixa espessura e área de depósito com tráfego 35 25 moderado ou elevado Áreas com transportadores sobre colchão de ar, pisos de ginásio 45 35 Equipamentos especia i s (empi lhadeíras tri later ia i s), estii di o de íi 1 magem ou TV >50 >50

Tabela 11,Tí Valores típicos do P-Mahíw (adaptado de ACl 302-12)

Os ciados da tabela 11A devem ser empregados somente quando o tráfego no piso for aleatório, Quan-do são empregados veículos com tráfego definido, em corredores estreitos, o conceito de medida é diferente do apresentado na norma ASTM, devendo-se empregar o índice Plim, que não eleve ser confun-dido com os valores mínimos locais.

O / iriui é empregado em pisos com altos índices de planicidade, denominados superflat, nos quais o par F f/ F, 6 geralmente superior a 100 e a sua determinação não 6 ainda normalizada.

Manual tjcidau *lit Pisos Industriais

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M.wm.il Oerd.iu (tf Pisos Induslriiiis

GERDAU

PERF IL D O G R U P O G E R D A U

O Grupo Gerdau ocupa a posição do maior produtor do aços longos no continente americano, com 31 unidades siderúrgicas localizadas na Argentina, no Brasil, no Canadá, no Chile, na Colômbia, nos Estados Unidos e no Uruguai, além de uma participação societária nos Estados Unidos e outra na Espanha.

Contribui para o desenvolvimento da economia brasileira há mais de 100 anos, quando começou a operar com a Fábrica de Pregos Pontas fie Paris, em Porto Alegre, Estado do Rio Grande cio Sul. A partir cia década de 80, expandiu-se para os demais países da América do Sul e do Norte, atingindo hoje uma capacidade instalada total de 19 milhões de toneladas de aço por ano.

Dentro desta trajetória de crescimento, consolidou a SLia cultura empresarial baseada cm valores éticos, no respeito a todos os públicos e na busca do equilíbrio entre crescimento e rentabilidade. Investe na valorização de seus mais de 27 mil colaboradores, na preservação do meio ambiente e na evolução das comunidades em que alua.

Reaproveita cerca de dez milhões de toneladas de sucata ferrosa por nno, atividade que o posiciona como um dos principais recicladores das Américas. O aço Gerdau está presente em grandes obras de infra-estrutura, residências, prédios, escolas, hospitais, peças de automóveis, carrocerias de caminhões, máquinas e implementos agrícolas, eletrodomésticos e no trabalho do campo.

Atualmente, possui três empresas de capital aberto, a Metalúrgica Gerdau S.A,, n Gerdau S.A. e a Gerdau Ameristeel Corp., responsável pelas operações na América do Norte. A Metalúrgica Gerdau S.A. está listada na Bolsa de Valores de S io Paulo (Bo vespa), As ações da Gerdau S.A. também são negociadas na Bovespa, além de estarem presentes nos pregões de Nova York c Madri (LatibexJ. Já a Gerdau Amtristeel Corp. iem suas ações negociadas na Bolsa de Valores de Toronto e, desde outubro de 2004, em Nova York,

O Grupo Gerdau é a I41' maior siderúrgica do mundo segundo o ranking do International Iron and Steel Institute (IISI).

A1.iiHi.il C J H K I Í I I I <fv 1'isus Imluslrkiis. 1117

POLIPISO DO Bi >IL

Desde 1989 no mercado nacional, nossa atividade consiste em desenvolver e fornecer produtos direcionados à execução de revestimentos industriais de alia resistência, abrangendo a implantação de pisos novos e a manutenção e restauração rio pisos desgastados, Soluções para ,is mais diversas anomalias encontradas em pisos são apresentadas com critério e executadas com responsabilidade.

Nossa preocupação também esta voltada n produtividade industrial, pois ela está diretamente relacionada com a qualidade do piso. A evolução dos sistemas de transporte, a verti ca lização dos estoques e o crescimento dc? mercado tornam cada vez maiores as solicitações de resistências mecânicas, químicas e térmicas sobre os pisos industriais,

Novas tecnologias empregadas aos produtos utilizados ria execução dos pisos industriais aumentam seu desempenho, prolongando sua vicia útil e conseqüentemente otimizando a relação cuslo / bcneíú ic>. Cara .1 i;aranlia de uma boa aplicação, a Polipiso conta com uma rede de apllcadores credenciados que garantem um excelente resultado final na execução de pisos e revestimentos,

Fazem parte de nosso porlíolio, empresas têxleis, alimcntu ias. automotivas, rnoveleiras, químicas, dentre muitas outras. Cm 16 anos dt? atividades, foram mais do 20.000.000.00 m-' em área de pisos executados com nossos produtos, \ uma marca conquistada por trabalho, dedicação, seriedade e muita transparência. Nosso objetivo é estar sempre em busca de aprimoramento às necessidades técnicas e econômicas do mercado.

Cor tudo isto, a Polipiso do Brasil vem se despontando 110 mercado nacional de forma muito consistente, sendo considerada 11111.1 das maiores empresas do setor.

POLIPISO DO HRASIL Rodovia Washington Lute, km 177-cx.p. 192 - CEP 13500-970- Rio Claro-SP

+55 (19) 3534-6714 - vvvvvv,polipiso.com.br / poNpiso^polipiso,com.br

M . I I H M I O C K I . I I I D*1 Pisos liuluslrkiis 1I)<)

Manual Gerdau de Pisos Industriais

O trabalho tem como objetivo atender uma lacuna existente hoje no mercado editorial, e da necessidade imperativa da valorização e evolução da arte de projetar e construir os pavimentos de concreto, cuja disciplina vem sendo tratada de forma secundária entre as relacionadas com as estruturas de concreto. Esta publicação abrange especificamente o mer-cado de pisos industriais e comerciais brasileiro, que hoje pode ser estimado em torno de 26 milhões de metros quadra-dos anuais, valor expressivo e importante para o mercado da construção civil.

POL1PISO DO BRASIL

08,644 GERDAU