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04/06/13 Revista Téchne | Como Construir - Piso industrial de concreto reforçado com fibras de aço | Engenharia Civil
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Figura 2 - Fibras de
comprimento adequado
em relação ao agregado
graúdo (Concreto
Reforçado com Fibras,
Antonio Domingues de
Figueiredo)
Figura 1 - Situação
demonstrando a
incompatibilidade entre
fibras e agregado graúdo
(Concreto Reforçado com
Fibras, Antonio Domingues
de Figueiredo)
COMO CONSTRUIR |
Piso industrial de concreto reforçado com fibras de aço
As fibras de aço para concreto começaram a ser utilizadas no Brasil
a partir da década de 1990. Diversas pesquisas já foram realizadas
desde então para o aperfeiçoamento dessa tecnologia e aplicação
nos concretos para execução de pisos industriais. Hoje, é possível a
especificação segura e execução com critérios internacionais de
qualidade. O País, inclusive, detém diversos recordes de construção
de pisos industriais e prêmios internacionais de qualidade.
Concreto reforçado para pisos com fibras de aço
Considerações de uso
Durante a fase de projeto será necessário analisar uma série de
quesitos, que vão além de indicar unicamente a necessidade de um
determinado tipo ou quantidade de reforço. O conjunto de todas
essas considerações levará o profissional a definir a configuração
mais adequada ao piso. Para combater os esforços mecânicos
atuantes nas placas, podemos ter como alternativa o uso das fibras
de aço. Normalmente essas dosagens variam de 15 a 40 kg/m³,
visando-se atingir resistência suficiente para que a placa absorva os
carregamentos aplicados. Para a definição da fibra, devem ser
considerados os ensaios de desempenho. São analisadas diferentes fibras em diferentes
dosagens, até se chegar à matriz de concreto com a tenacidade necessária para combater
os esforços mecânicos.É fundamental a utilização dos valores de tenacidade como
parâmetro de avaliação do desempenho das diversas fibras existentes no mercado. O
método mais comum no Brasil para a determinação da tenacidade é o ensaio à flexão em
vigas segundo a norma japonesa JSCE-SF4, de 1984, da Japan Society of Civil Engineers.
Para se realizar esses ensaios deve-se recorrer a laboratórios qualificados. O desempenho
das fibras dentro de uma matriz de concreto dependerá de vários fatores como: classe de
resistência do concreto, dosagem de fibras (kg/m3), compatibilidade dimensional entre o
agregado graúdo e o comprimento da fibra, forma geométrica, módulo de elasticidade,
resistência mecânica e fator de forma (L/d) das fibras.
Figura 3 - Relação básica entre os parâmetros que condicionam a mistura
Propriedades e características para o traço
Antes de se definir o traço do concreto, é necessário conhecer qual o seu uso e as
propriedades de resistência pretendidas, além de conhecer suas condições de aplicação,
manuseio e possíveis alterações na trabalhabilidade após a adição de outros elementos
como os aditivos e/ou as fibras. Em outras palavras, uma boa especificação não deve
basear-se apenas na resistência mecânica e sim considerar outros fatores, por exemplo:
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Fotos 2 e 3 - Lançamento direto e também
bombeável do concreto nas placas
Estruturas de Concretopara InstalaçõesIndustriais
De: R$100,00Por: R$90,00
Pavimentos de Concretopara Tráfego de MáquinasUltrapesadas
De: R$95,00Por: R$85,00
Especificação paraEstrutura de Aço deEdifícios
De: R$114,00Por: R$99,00em 2x R$49,50
n Compatibilidade dimensional com agregados graúdos: a relação entre o comprimento da
fibra e o comprimento característico dos agregados deve ser a seguinte: L fibra > 2L
agregado. Essa compatibilidade é determinada uma vez que com as referidas dimensões
proporcionamos ganhos significativos na interceptação das fissuras, que geralmente
ocorrem na interface entre argamassa e o agregado (figuras 2 e 3)
n Fator água/cimento: menor que 0,55. Para os casos em que não se atinge a
trabalhabilidade necessária, indicamos o uso de aditivos plastificantes; não há restrição
quanto ao uso concomitante com as fibras de aço. Além disso, sabemos que o fator
água/cimento está diretamente relacionado à trabalhabilidade da mistura e à quantidade de
cimento, ou seja, se alguma das três variáveis se altera, é necessário corrigir as demais
para conservar a mesma resistência (figura 1)
n Trabalhabilidade: recomenda-se que o concreto para pisos industriais seja bombeável,
com abatimento da ordem de 12 cm (slump test), com as fibras metálicas já incorporadas à
mistura. Normalmente as fibras são adicionadas ao concreto durante sua formulação na
usina, portanto a especificação de trabalhabilidade é ajustada pela concreteira
n Teor de argamassa: recomenda-se que o concreto reforçado com fibras destinado aos
pisos industriais tenha um teor de argamassa entre 50 e 54%. Com esses teores é possível
recobrir as fibras e os agregados presentes no concreto
n Quantidade e propriedades das fibras de aço: o desempenho do compósito dependerá de
diversos fatores, como a qualidade do concreto, a dosagem (quantidade) das fibras e suas
dimensões, além da interação dessas fibras com a matriz (atrito e ancoragens)
Quanto às dimensões das fibras, é conhecido que quanto maior o fator L/d (comprimento
dividido pelo diâmetro), melhor será o desempenho das fibras, no entanto existe um
comprimento limite considerado de 60 mm. Elementos maiores poderão propiciar um aumento
considerável na formação de aglomerados (ouriços) de fibras.
Vale destacar que a especificação da fibra de aço no projeto deve ser feita de acordo com
os critérios estabelecidos pela norma brasileira NBR 15530:07 - Fibras de Aço para Concreto
- Especificação. Essa norma define parâmetros de classificação para todos os tipos de
fibras de aço, estabelecendo os requisitos mínimos referentes à sua forma geométrica,
tolerâncias dimensionais, defeitos de fabricação e resistência mecânica.
Foto 1 - Slump test para aferição da trabalhabilidade
Construção de pisos industriais de concreto reforçado com fibras de aço
Particularidades
O processo de execução é bastante simples e segue basicamente os mesmos critérios de
execução dos pisos tradicionais. As etapas de lançamento, adensamento e acabamento
superficial deverão ser executadas normalmente. Algumas características gerais podem ser
citadas como:
n Eliminação da etapa corte, dobra e posicionamento da armadura
n Não há necessidade de utilização de espaçadores
n Facilidade de aplicação e redução no tempo de execução
Adição das fibras ao concreto
O processo executivo para pisos reforçados
com fibras de aço deve seguir critérios a
serem observados desde a adição das fibras,
durante a produção do concreto na usina, ou
na adição direta no caminhão-betoneira.
Quando a adição das fibras é feita na obra, é
necessário especificar a compra de um
concreto sem fibras que, em termos práticos,
possua maior fluidez a ponto de conservar a trabalhabilidade necessária à aplicação quando
houver a incorporação das fibras. Assim como os demais componentes do concreto, as
fibras de aço devem ser incorporadas à mistura com velocidade regular. A velocidade
recomendada é de 20 kg/min. Essa adição em velocidade regular garante a homogeneidade
da mistura e evita a formação de aglomerados de fibras ou "ouriços", problemas
invariavelmente associados aos processos inadequados de mistura. Para uma
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Foto 8 - Aspersão de agregado mineral com
função de aumentar a resistência à abrasão
Fotos 9 e 10 - Aspecto final dos pisos acabados
Foto 4 - Incorporação das fibras na esteira
da usina de concreto
invariavelmente associados aos processos inadequados de mistura. Para uma
homogeneização completa, recomenda-se, ainda, que as fibras sejam adicionadas em
conjunto ou após a entrada dos demais componentes da mistura.
Utilização de dosadores automáticos
Nas obras que demandam lançamento de grandes volumes de concreto em pequenos
intervalos de tempo, recomenda-se o uso de dosadores automáticos para adição das fibras.
No mercado é possível encontrar dois tipos de dosadores:
Dosadores de médio porte
São equipamentos de fácil manuseio e transporte,
abastecidos com os sacos ou caixas (geralmente com
20 kg). Um sistema de ar pressurizado transporta as
fibras por meio de um conduto da base até o bocal
do caminhão-betoneira. Operam a uma velocidade de
adição de 40 a 80 kg/min.
Dosadores de grande porte
São equipamentos fixos destinados à instalação em
usinas de concreto. Podem ser abastecidos em até
1.600 kg de uma única vez com big bags. A
instalação é personalizada de acordo com cada tipo
de obra e pode lançar a fibra diretamente na esteira, no caminhão ou mesmo em
misturadores automáticos. Apresenta um rendimento de 200 kg/min.
Incorporação das fibras na obra diretamente no caminhão | Dosador de fibras de médio
porte | Dosador de fibras de grande porte
Acabamento da superfície
Os equipamentos utilizados para o acabamento
superficial (réguas vibratórias ou laser screed) ou
acabamento mecânico (floating) são exatamente os
mesmos utilizados nos pisos tradicionais. Os tempos
para corte de juntas, cura do concreto e liberação do
piso são mantidos. A maior preocupação dos
profissionais que executam esses pisos é a
possibilidade de que as fibras de aço "aflorem" na
superfície do concreto.Estruturalmente, pode-se dizer
que o impacto é nulo, uma vez que a quantidade de
fibras envolvidas em 1 m3 de concreto dosado com 20 kg/m³, por exemplo, pode chegar a
cerca de 90 mil peças, e as poucas fibras que porventura aflorem não comprometem a
qualidade estrutural do mesmo. Do ponto de vista estético, dependendo da finalidade, é
possível reduzir ou até mesmo eliminar o aparecimento de fibras na superfície, verificando-
se as recomendações de traço citadas ou as que forem indicadas no projeto. Deve ser
considerada também a qualidade dos equipamentos, além do controle dos procedimentos de
execução recomendados para pisos. O uso de agregados minerais aspergidos e incorporados
na superfície do piso, com a finalidade de aumentar sua resistência à abrasão, poderá ser
muito eficaz para evitar o aparecimento de fibras na superfície; no entanto, é perfeitamente
possível obter resultados satisfatórios mesmo sem o uso desse método.
Conclusões
Para garantir o sucesso de um piso industrial
de concreto reforçado com fibras de aço são
necessários alguns procedimentos
considerados simples, porém importantes na
redução da ocorrência de patologias.
Alguns procedimentos são específicos, porém
outros já configuram entre as recomendações
gerais para execução de pisos industriais
tradicionalmente armados, como é o caso das
recomendações de trabalhabilidade citadas
anteriormente. Patologias como fibras
afloradas ou perda de trabalhabilidade podem ser perfeitamente controladas ou até mesmo
eliminadas. O processo de utilização do CRFA é de fácil aprendizado em todas as etapas da
execução. Para se evitar a ocorrência de patologias, recomenda-se que o desenvolvimento
do traço e a execução do piso sejam acompanhados por projetistas habituados ao uso
dessa tecnologia. Essa tecnologia há muito tempo já é amplamente dominada por empresas
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dessa tecnologia. Essa tecnologia há muito tempo já é amplamente dominada por empresas
especializadas na elaboração de pisos.
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