Controle Tecnológico do Concreto

As construções passaram por um grande avanço tecnológico nos últimos anos. Em geral, a construção artesanal deu lugar para as máquinas pesadas e altamente eficientes e o tempo para a conclusão de grandes obras foi reduzido de décadas para alguns anos. Grande parte deste avanço está relacionado ao desenvolvimento tecnológico da fabricação e distribuição do concreto usinado.

Controle Tecnológico do Concreto

O controle tecnológico do concreto está relacionado a realização de uma série de ensaios para verificar se o material entregue no canteiro possui as propriedades esperadas e definidas, o objetivo do controle é garantir o desempenho da estrutura ao longo de sua vida útil. O concreto usinado é um material bastante complexo, ele é formado pela mistura de componentes que podem dar a ele características a partir de diferentes combinações em suas proporções.

Apesar da importância de se realizar o controle tecnológico, esse conjunto de procedimentos é muitas vezes deixado em segundo plano pelas construtoras, seja para reduzir custos, seja pela ideia errônea de que não há necessidade. Independentemente do controle de produção realizado pela concreteira ou empresa de concreto, se faz necessário avaliar o concreto recebido na obra, afinal, há múltiplos fatores que interferem na qualidade do material. Mudanças climáticas e atrasos na entrega no canteiro são apenas algumas delas. Os ensaios permitem eliminar eventuais dúvidas sobre o volume entregue em comparação ao solicitado e evitar problemas que podem resultar na devolução do material.

Os principais fatores analisados a partir dos ensaios de controle tecnológico são: a resistência característica do concreto (fck) e a consistência (slump). A partir destes é possível determinar a durabilidade da estrutura e inclusive prevenir possíveis problemas como fissuras.

Existem basicamente três grandes grupos de ensaios para determinar a qualidade do concreto, os realizados nos materiais constituintes do concreto como agregados, aditivos, entre outros, os que avaliam o concreto fresco como por exemplo, determinação de consistência, exsudação e tempos de pega e os que conferem as propriedades do concreto endurecido, como resistência à tração, módulo de elasticidade e absorção de água. Os ensaios podem acontecer em diferentes momentos. Muito usuais, os ensaios para a determinação da resistência à compressão são realizados aos 28 dias, para a confirmação da resistência potencial do concreto entregue.

Antes de contratar uma empresa para controle tecnológico, a construtora ou empreiteira deve consultar se o laboratório possui creditação junto ao Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). Para não comprometer a confiabilidade, é importante também que o laboratório não tenha qualquer vínculo com a concreteira fornecedora. Para ser bem-sucedido, o controle tecnológico do concreto requer a capacitação dos profissionais envolvidos em todo o processo de mistura, transporte, descarga, coleta de amostras, moldagem, acondicionamento de corpos de prova em obra e no laboratório, preparo e ensaios.

Resistência (fck)

Um dos fatores mais importantes a ser considerado ao adquirir concreto é o fck ou resistência característica do concreto. O fck indica a resistência a compressão do concreto aos 28 dias após o início da cura e é geralmente apresentado em Mpa (Mega Pascal), após o período de cura, as propriedades do concreto são mais estáveis e já alcançaram a maior parte do seu potencial, portanto, faz sentido considerar esse valor ao longo da vida útil da estrutura.

O fck do concreto pode variar muito, desde valores básicos já conhecidos no mercado como 20Mpa, 30Mpa ou 40Mpa, até valores elevados acima de 100Mpa, para valores de até 50Mpa, é possível encontrar facilmente em qualquer concreteira, para as demais situações, é preciso mensurar corretamente o uso de materiais aditivos e superplastificantes.

O cálculo do fck esperado e o fck obtido na prática são coisas diferentes, não é possível aferir exatamente a resistência característica de um concreto no momento em que ele está sendo produzido, mesmo na indústria, isso porque, a resistência final depende de vários fatores, como por exemplo, características das matérias-primas utilizadas na fabricação, a forma como os materiais foram homogeneizados, as condições do ambiente onde o concreto será desejado e principalmente os procedimentos de cura ao longo dos 28 dias subsequentes a concretagem.

Ao comprar concreto usinado, boa parte do trabalho em relação ao fck esperado já foi feito, o concreto produzido na indústria possui critérios de qualidade que não são aferidos no momento do preparo do concreto convencional por exemplo, por si só, já é uma grande vantagem tecnológica, a outra parte da responsabilidade fica nas mãos dos gestores da obra, eles precisam garantir que os procedimentos de cura sejam realizados corretamente.

Uma das principais questões a respeito da resistência está relacionada a qual fck utilizar em determinada obra, a princípio, não existe uma regra exata, o fck do concreto deve levar em consideração fatores que vão interferir ao longo da vida útil da estrutura, lembrando que o engenheiro responsável pelo projeto estrutural, deve mensurar esforços que a estrutura poderá sofrer nos próximos 50 anos, por isso, não basta utilizar somente a intuição ou a experiencia na hora de selecionar o fck, é preciso considerar todo o contexto em que a construção estará, como o a agressividade do meio ambiente (se o ambiente está próximo a regiões com alta concentração de sais por exemplo), regime de chuvas, condições do solo, entre outras.

Consistência do Concreto

O procedimento mais comum realizado ao receber concreto usinado na obra é o “slump test” ou teste de abatimento do concreto, com ele é possível determinar a consistência do material que está sendo entregue e confrontar essa informação com o que foi pedido pelo cliente. Realizar este procedimento é muito importante pois permite que o concreto seja utilizado da melhor maneira em diversas situações, em alguns momentos é essencial ter um concreto de consistência mais fluida como é o caso do concreto bombeado, em outros, é necessário que ele seja mais “firme” para não escoar da forma.

O teste de abatimento é um procedimento realizado com a intenção de medir a consistência do concreto e com ela determinar a trabalhabilidade do material a ser utilizado no canteiro de obras. A trabalhabilidade, por sua vez, é uma característica muito importante, pois determina a facilidade com que este pode ser manuseado e moldado.

Concretos com baixa trabalhabilidade são em geral secos (baixa relação água/cimento e não utilização de aditivos) e por conta disso, são mais difíceis de manusear, nesses casos é necessário um cuidado especial para evitar a formação de “bicheiras”. Concretos com alta trabalhabilidade (alta relação água/cimento e/ou uso de aditivos) são altamente fluidos e fáceis de moldar, como é o caso do concreto bombeável.

Aferir a consistência do concreto é tão importante que foi criada uma norma específica para regularizar o “slump test”, a NBR NM 67 estabelece as diretrizes para se mensurar o abatimento do concreto. Nesta norma ficam estabelecidos os equipamentos necessários para se realizar o teste, o primeiro é um molde na forma de um tronco de cone oco com as seguintes dimensões: 200mm na base inferior, 100mm na base superior e 300mm de altura. É necessário também uma haste de compactação feita, em geral, de aço, de formato circular com diâmetro de 16mm e 600mm de comprimento, e por último, uma placa metálica para servir como base, ela deve ter dimensões superiores a 500mm e espessura de pelo menos 3mm.

Munido com os equipamentos necessários, o operador responsável pela realização do teste, deve posicionar o molde sobre a placa metálica e preenchê-lo com 3 camadas de concreto, cada uma com aproximadamente um terço da altura, para cada camada preenchida, o operador deve compactar o material por meio de 25 golpes, utilizando a haste de compactação.

Após o preenchimento das 3 camadas, o operador deve retirar o molde com um movimento vertical constante, tomando cuidado para não submeter o concreto a esforços horizontais, esse processo deve durar até 10s, evitando assim comprometer os resultados. Assim que o molde for retirado, deve-se medir a diferença de altura entre o molde e o corpo de concreto, esse valor é o “slump” ou abatimento do concreto.

Aceitação da Estrutura

Nem sempre o que foi projetado acaba sendo feito na prática, em relação ao concreto, podem haver situações onde as características do material esperado não foram obtidas ao final dos 28 dias de cura, ou mesmo, situações onde a entrega do material solicitado não corresponde ao pedido, veremos como proceder nesses casos.

Quando é feita a concretagem, espera-se que o material despejado nas formas, possua características iguais ou melhores do que as que foram determinadas em projeto, no entanto, erros podem ocorrer ao longo do período de cura, de modo que, ao final dos 28 dias, o material já endurecido não possui a resistência ou outras características desejadas, nestes casos, é possível fazer o que chamamos de reforço estrutural.

Um reforço estrutural consiste em uma adaptação a estrutura existente, de modo a aumentar a resistência dos elementos estruturais, isso pode ser feito através do aumento da área de concreto em torno dos elementos da estrutura, em algumas situações, partes da estrutura podem ser retiradas para dar lugar a um concreto mais forte.

Outra situação em que o concreto pode ser rejeitado é no momento do recebimento de concreto usinado, nesta situação, o material não passa no teste de consistência e por este motivo, o cliente tem direito a recusar o material. Perceba que nesta situação é mais fácil de corrigir o problema, pois o concreto ainda não havia sido utilizado, no caso da necessidade de reforço estrutural ou substituição de elementos estruturais, a alteração é mais complexa.

Efeitos da Temperatura

Todos os materiais estão sujeitos a alterações físicas em suas dimensões ao longo da vida útil em função da variação de temperatura, com o aumento da temperatura há o alongamento e com a redução a tendência é o material se retrair ou encurtar. Isso é um processo físico que está relacionado ao comportamento da matéria, com o concreto não é diferente, a variação da temperatura faz com que os elementos estruturais sejam alongados e encurtados o tempo todo, entender como esses fenômenos acontecem e mensurar seus efeitos na estrutura é fundamental para garantir a permanência da estrutura ao longo dos anos.

O concreto e as argamassas em geral, quando endurecidos, se tornam materiais classificados como “frágeis”, por conta da forma como eles se comportam quando solicitados a determinados esforços. Esse tipo de material é mais rígido e por conta disso não aceita grandes variações em suas dimensões, portanto, a dilatação pode provocar as desagradáveis fissuras na estrutura.

Como resultado das intensas variações de temperatura podem surgir tensões ao longo da estrutura, em geral, o engenheiro responsável já prevê estas variações e considera essa informação no cálculo estrutural, no entanto, situações extremas e não previstas podem acontecer produzindo fissuras, neste sentido, alguns cuidados podem ser tomados para evitar este problema ocorra por meio da dilatação.

A dilatação do concreto está relacionada as dimensões do elemento, por isso, uma forma de prevenir o surgimento de fissuras é evitar que uma das dimensões tenha um valor muito elevado. Isso é possível com o uso de juntas de dilatação, que consistem na interrupção do concreto com a intenção de se criar uma “folga” que permita essa movimentação, essa folga pode ser preenchida com um material flexível como silicone ou isopor para evitar entupimento com outros materiais rígidos. A junta é comum nos pisos de calçadas e no reboco das paredes externas, locais onde há forte incidência dos raios solares.

Outro problema causado pela variação de temperatura é a retração do concreto, este fenômeno está relacionado a variação nas dimensões do elemento, mas neste caso, as variações são apenas de encurtamento e ocorrem através da saída de água de dentro do concreto.

A retração mais comum é chamada de plástica ou úmida, ela ocorre devido a exposição do elemento a fatores climáticos como o vento, umidade e a temperatura, no entanto, a retração pode ocorrer de outras formas, como por exemplo, a retração química ocorre quando há reações internas entre os componentes do concreto que geram outros componentes de menor volume do que aqueles que estavam na mistura inicialmente. A retração térmica é aquela onde a expulsão de água se dá por meio do calor de hidratação, em geral ocorre nas primeiras horas após a pega do concreto.

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Ainda restou alguma dúvida? Entre em contato com a Equipe Concreto Usinado.

Revisado por Eng. Bruno Reganati em 17 de setembro de 2020