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Aspectos técnicos referente a sistemática de controle e produção da laje alveolar de concreto pré-fabricado

Technical aspects concerning systematic control and production of hollow core slab of precast concrete

Camilo Mizumoto (1); Marcelo Cuadrado Marin (2); Mauro César Silva (3)

(1) Coordenador de Controle Tecnológico da Leonardi Construção Industrializada Ltda e-mail: [email protected]

(2) Gerente de Engenharia da Leonardi Construção Industrializada Ltda e-mail: [email protected]

(3) Gerente de Produção da Leonardi Construção Industrializada Ltda e-mail: [email protected]

Leonardi Construção Industrializada Ltda Rodovia Dom Pedro I, Km 82,3, Bairro Usina, Atibaia-SP

Resumo O emprego do sistema construtivo em concreto pré-fabricado apresenta diferenciais competitivos importantes associados ao tempo de execução e qualidade do produto. A laje alveolar de concreto pré-fabricado merece destaque neste sistema, dentre as vantagens, pela capacidade de atingir vãos grandes sem necessidade de escoramento, apresentar peso próprio baixo e alta capacidade de produção em série. A produção das lajes alveolares na indústria de pré-fabricados exige cuidados referentes ao processo de produção, desde o cuidado com a estocagem da matéria-prima, o controle do traço de concreto empregado até o ajuste do equipamento de produção. Adicionalmente, são fundamentais estudos referentes aos parâmetros de controle tecnológico do concreto, bem como emprego de ensaios nos elementos para avaliação da capacidade resistente e determinação de parâmetros físicos. Neste contexto, o presente trabalho aborda os principais aspectos associados à produção e caracterização das lajes alveolares em concreto pré-fabricado.

Palavras-Chave: laje alveolar protendida, extrusora, produção, controle tecnológico.

Abstract The use of the building system in precast concrete offers significant competitive advantages associated with the runtime and quality of the product. The precast concrete hollow core slab deserves to be highlighted, among the advantages, the ability to achieve large spans without bracing, low self weight and high capacity for series production. The production hollow core slabs on precast industry requires care for the production process, since the control of the concrete mix used to adjust the production equipment. Additionally, studies are key parameters relating to technological control of concrete, as well as employment tests to evaluate the evidence of the strength and determination of physical parameters.In this context, this paper discusses the key aspects associated with the production and characterization of hollow core slabs in precast concrete.

Key-words: Prestressed hollow core slab, extruder, production, technological control

mailto:[email protected]



3o. Encontro Nacional de Pesquisa-Projeto-Produção em Concreto pré-moldado. 2

1 Introdução

A laje alveolar protendida é constituída de painéis de concreto que possuem seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais (vazios na estrutura), que são responsáveis pela redução do peso próprio e da quantidade de concreto empregada no elemento.

A geometria dos alvéolos, bem como o concreto empregado em sua produção está associada ao tipo de equipamento empregado no processo, a saber: extrusora ou moldadora (slipform- forma deslizante).

Neste contexto apresentam-se nos itens a seguir, os principais aspectos associados à laje alveolar protendida.

1.1 Histórico da laje alveolar

Segundo Assap (2002), o desenvolvimento da laje alveolar surgiu em 1930, com os alemães Wilhelm Schaefer e Kuen. A laje alveolar consistia de uma camada alveolar de concreto composto com pedra-pomes entre duas camadas de concreto armado convencional.

Entre os anos de 1940 e 1950, um dos mais importantes produtores da Alemanha Ocidental, Buderus´sche Eisenwerk, introduziu o uso da protensão no processo de produção de lajes alveolares na fábrica de Burgsolms (ASSAP, 2002).

Em 1955, Max Gessner de Lochham projetou uma fábrica com as mesmas configurações atuais, empregando uma máquina moldadora (slipform - forma deslizante) no processo de produção em pistas únicas de moldagem, sendo em 1957 vendida a patente do processo a outras empresas e, em 1961 iniciada a expansão gradual de lajes alveolares produzidas por moldadoras em toda Europa e no mundo.

Em 1960, a companhia Spiroll no Canadá, desenvolveu uma máquina com roscas giratórias capaz de produzir lajes alveolares, denominada extrusora. Este equipamento permitia o emprego de concreto com baixa relação água/cimento, sistema de vibro-compactação e a obtenção de alvéolos com geometria circular.

No Brasil, o uso de lajes alveolares tem se intensificado em virtude da maior industrialização da construção, além das vantagens características deste elemento construtivo.

1.2 Sistemática de controle e produção da laje alveolar

O processo de produção de lajes alveolares protendidas na indústria pré-fabricada, envolve o controle do concreto empregado no processo, o conhecimento de todo o funcionamento, regulagem e manutenção do equipamento utilizado na moldagem da laje alveolar na pista de produção e o treinamento do operador do equipamento.

Tais aspectos tornam-se imprescindíveis para a qualidade no processo de produção das lajes alveolares.

Uma vez que ocorram não conformidades no processo de produção das peças que possam gerar patologias associadas a recuo de cordoalhas de protensão ou alteração das características físicas do elemento produzido, torna-se necessária uma avaliação do produto por meio de provas de carga. A prova de carga se apresenta como um instrumento de avaliação do comportamento estrutural do elemento.

Outro aspecto importante é o controle tecnológico do concreto empregado na produção das lajes. Atualmente, verifica-se a necessidade de uma metodologia para preparo de corpos-de-prova no concreto de consistência seca empregado na máquina extrusora, uma vez que este processo não é indicado na norma NBR 14861 (ABNT, 2011).

Neste contexto, o presente trabalho visa abordar os principais aspectos associados


ao processo de produção de lajes alveolares e propõe metodologias de prova de carga e moldagem de corpos-de-prova para controle tecnológico do concreto.

2 PROCESSO DE PRODUÇÃO

A produção de lajes alveolares protendidas envolve atenção em relação às diferentes etapas associadas ao processo. Os equipamentos usualmente empregados no processo de produção são as máquinas extrusoras (sistema de vibro-compactação) e moldadoras (fôrma deslizante).

Neste item serão particularmente abordados os cuidados associados à produção de lajes alveolares com a máquina extrusora.

O processo de produção de lajes alveolares envolve sete etapas principais, as quais são apresentadas abaixo:

1. Ajuste do equipamento de produção 2. Preparação da pista de produção 3. Preparo do concreto e produção da laje 4. Marcação das peças e realização de recortes (se necessário) 5. Cura do concreto 6. Liberação da protensão e corte das lajes 7. Içamento e estocagem

Nos itens a seguir são descritas as particularidades de cada etapa.

2.1 Ajuste do equipamento de produção

Assim como todo equipamento, a máquina extrusora, requer cuidados e verificações antes do inicio de operação. Para tanto, o equipamento deve ser posicionado na área de lavagem e manutenção para verificação, pelo mecânico responsável pela maquina.

Este operador deve identificar quaisquer problemas associados ao desgaste de peças e garantir o ajuste do equipamento de acordo com as medidas indicadas pelo fabricante.

Um dos fatores importantes na etapa de inspeção é a garantia do alinhamento e posicionamento da calha (Figura 1) de cada rosca da extrusora, pois esta peça pode gerar vibrações na cordoalha protendida e possibilitar o recuo das cordoalhas da laje.

Outra operação refere-se à mudança da altura da laje a ser produzida (tipologias: 16cm, 21cm e 26cm), na qual ocorre a troca da unidade de compactação (UC), que corresponde ao conjunto: roscas, mesa alisadora, mesa vibratória e facas laterais. Esta operação requer cuidados no ajuste de todo o equipamento, sendo necessário um tempo de espera maior para colocação do equipamento no processo de produção.

Nas Figuras 1 e 2 são apresentados os principais pontos de ajuste do equipamento.

Figura 1: Ajuste e verificação do equipamento e unidade de compactação

Calha


[vista lateral]

[vista superior do conjunto de roscas]

G1 - Entrada do Alisador

G2 - Saída do Alisador

V1 - Entrada do Vibrador

V2 - Saída do Vibrador

Hd - Altura Dianteira

Ht - Altura Traseira

H - Altura da capa inferior

B1 - Entrada das facas

B2 - Saída das facas

B3 - Distância entre roscas

B4 - Reg. da 1ª rosca

[regulagem do contra peso interno

das roscas]

Figura 2: Dados para calibração interna da maquina extrusora (Fonte: Manual Weiler)

2.2 Preparação da pista de produção

Esta etapa refere-se à limpeza, operação de protensão, aplicação de desmoldante na pista de produção e colocação da máquina extrusora.

As pistas de produção de laje alveolar possuem uma extensão na faixa de 120 a 260m, sendo composta por fôrmas metálicas com trilhos laterais e cabeceiras de protensão (ativa e passiva).

O preparo da pista de produção é realizado com uma máquina varredeira que realiza a limpeza da pista e auxilia na colocação dos cabos de cordoalha de protensão. Durante o posicionamento dos cabos na pista, coloca-se individualmente um tubo de PVC de 3/4” e comprimento de 1,5m em cada cabo, o qual servirá de proteção na etapa de aplicação do desmoldante.

Posteriormente é realizada a operação de protensão dos cabos, sendo nesta etapa imprescindível o uso do equipamento de protensão calibrado e a rastreabilidade da cordoalha empregada no processo. O procedimento de protensão é descrito detalhadamente no trabalho de MIZUMOTO, et.al (2012).

A etapa subsequente refere-se à aplicação de desmoldante na pista. Nesta etapa, emprega-se um pulverizador costal e realiza-se a fixação de um suporte sobre os tubos de PVC que estão nas cordoalhas (Figura 3), assim realiza-se a aplicação do produto sobre os tubos, evitando-se o contato do desmoldante sobre as cordoalhas.

Para garantia que o cabo não entre em contato com o desmoldante aplicado na fôrma são posicionadas a cada 2metros espaçadores de madeira (Figura 3).

Figura 3: Tubos de PVC e espaçadores de madeira empregados para evitar a contato do desmoldante

nas cordoalhas de protensão.

V2

G2

V1

G1H

HT

HD

Prod.

A121

7654 83

211

109

S3B2

B3

S5

S4

B4

S2

S1

B1

B3

Prod.

A121

7654 83

211

109

S3B2

B3

S5

S4

B4

S2

S1

B1

B3


PETRUCELLI (2009) cita a importância dos cuidados com o desmoldante, uma vez que

sua função é evitar a aderência do concreto na pista, possibilitar um acabamento na face inferior das lajes. A autora ainda cita que a escolha do desmoldante, evita o manchamento das peças e não agride o material que compõe a pista, reduzindo períodos de manutenção da mesma.

A etapa final do processo é a colocação da maquina extrusora na pista. Nesta fase, é colocado o guia fio na parte traseira do equipamento e verificado se os cabos de protensão estão encostando nas calhas do equipamento.

(A) (B)

Figura 4: Detalhe do guia fio. (A) Posição na parte traseira da máquina, (B) Detalhe do sistema de roldanas.

O guia fio possibilita a garantia do posicionamento correto das cordoalhas na pista, seu desalinhamento pode deslocar a cabo próximo à calha do equipamento ocasionando vibração do mesmo, perda de aderência no concreto e recuo do cabo após o corte das peças.

Adicionalmente, o travamento ou desgastes das roldanas do guia fio, podem gerar travamento da cordoalha ou quebra de fios de protensão durante a movimentação da maquina extrusora na pista.

2.3 Preparo do concreto e produção da laje

A produção de lajes com máquina extrusora exige o emprego de concreto que seja capaz de suportar um processo de vibro-compactação e ter uma estabilidade na moldagem da peça. Este tipo específico de concreto é caracterizado por apresentar uma consistência seca.

Para tanto, o traço empregado na produção de lajes alveolares caracteriza-se por apresentar uma relação água/cimento (a/c) em torno de 0,30 a 0,40, atingindo valores de resistência à compressão entre 50 a 75MPa e resistência a tração de 4 a 7MPa (Petrucelli, 2009).

Na composição do traço, também são empregados aditivos incorporadores de ar, plastificantes e superplastificantes (policarboxilatos). O teor de aditivo usualmente empregado é de 0,3% sob o consumo de cimento, podendo atingir até 0,5% de acordo com a especificação do fabricante.

Para a determinação da consistência ideal do concreto é imprescindível que a máquina extrusora apresente os parâmetros de operação definidos, assim, determina-se a quantidade de água a ser empregada no traço, pelo acabamento e estabilidade do concreto obtido na laje durante a produção.

Outro fator importante é a capacitação do operador do equipamento, o qual deve realizar ajustes necessários para correção da altura do elemento produzido, além de


promover interferências na regulagem do equipamento quando verificadas quaisquer variações no concreto fornecido para o equipamento.

A Figura 5 apresenta-se os principais fatores necessários para obtenção da qualidade na produção da laje alveolar.

Figura 5: Principais fatores de interferência durante a produção da laje pela maquina extrusora.

A uniformidade do traço é imprescindível para a qualidade final da laje alveolar. O

controle da água de consistência do traço impacta diretamente na geometria dos alvéolos e na aderência das cordoalhas no concreto, conforme apresentado na Figura 6.

Água do

traço Pouca água Ideal Muita água

Patologia: Perda de aderência da cordoalha

no concreto e ocorrência de recuo das cordoalhas

Geometria regular Deformação dos alvéolos e aumento

do peso próprio da laje.

Análise visual

Figura 6: Efeito da água de consistência do concreto na laje alveolar.

Em termos de processo, a produção do concreto é realizada diretamente na usina da

fábrica, sendo o fornecimento realizado por meio de caçambas que são levadas até a máquina extrusora por meio de carrinhos transportadores ou por ponte rolante. Este processo de produção exige poucos funcionários na operação, sendo possível atingir uma produção de 500 m²/dia de acordo com a extensão e quantidade de pistas de produção (Petrucelli, 2009).

2.4 Marcação das peças, realização de recortes e cura do concreto.

As marcações das lajes são realizadas durante a produção da pista com o concreto fresco, sendo empregada uma trena, um esquadro metálico e um prego para delimitação do comprimento da peça e marcação do nome da laje produzida.


Nos projetos de lajes alveolares, são previstos em diversos casos, recortes em regiões de pilares e preenchimento dos alvéolos para reforço estrutural contra cisalhamento.

Nestas situações, os recortes são realizados diretamente na pista com o concreto no estado fresco, com a utilização de uma ferramenta conhecida como cava manual. Este procedimento também é realizado quando há necessidade do preenchimento de alvéolos, sendo o concreto do próprio corte utilizado como limitador da região a ser concretada. Atenção especial deve ser emprega na limpeza da região que sofrera preenchimento, para que haja garantia de aderência entre o concreto de preenchimento e da laje alveolar. Eventualmente, tem-se como alternativa o emprego do concreto auto-adensável no preenchimento dos alvéolos (Figura 7).

Figura 7: Detalhe de corte, tamponamento e concretagem do alvéolo na pista de produção.

A cura das pistas de lajes alveolares pode ser realizada com emprego da cura térmica,

cura térmica a vapor e cura normal (apenas com emprego de lona). O emprego da cura térmica e a vapor acelera as reações de hidratação do cimento, acelerando o ganho de resistência inicial e antecipando o procedimento de alivio de protensão da pista, permitindo a redução do tempo de produção deste sistema. Neste processo é fundamental o controle de temperatura para garantia dos critérios normativos da NBR 9062 (ABNT, 2006).

Assim como a cura normal, a cura térmica e a vapor também requer o emprego de lona para confinamento do concreto e a redução do efeito de retração. Em termos de processo, o posicionamento da lona na pista é realizado com auxilio de um carrinho desenrolador de lona (Figura 8).

Figura 8: Carrinho desenrolador de lona para emprego na pista de produção. Fonte: Weiller (2013)

2.5 Liberação da protensão e corte das lajes

A etapa de liberação da protensão está associada a resistência do concreto, sendo possível sua determinação pela ruptura de corpos-de-prova. A resistência requerida


para a liberação das pistas indicada por norma é de no mínimo 21MPa, contudo algumas empresas adotam a resistência à compressão superior a 28MPa. Neste processo a cabeceira de protensão passiva é aliviada por meio do deslocamento da mesma com pistões hidráulicos. Na sequência é realizado o corte das peças ao longo da pista. O corte transversal das peças é mais rápido, sendo necessário o emprego de um contra-peso de 5ton sobre as lajes em virtude das contra-flechas das mesmas que podem travar o disco de corte, ao passo que os longitudinais são mais demorados, em virtude da necessidade de deslocamento da maquina na pista e a extensão do corte. Na Figura 9, apresenta-se o equipamento empregado para o corte das peças na pista.

Figura 9: Máquina de corte da laje e detalhe do corte.

2.6 Içamento e estocagem

Operação de retirada das peças da pista de produção é realizada por meio do sistema de garras (pinças de elevação) acoplado ao balancim e presos a alças da ponte rolante (Figura 10a). No estoque a movimentação das peças é realizada com emprego de guindaste e cabos de aço posicionados na extremidade da peça a uma distância inferior a 2 vezes a altura da laje (Figura 10b).

(a) (b)

Figura 10: Movimentação das peças de laje alveolar. (a) Saque na pista de produção com sistema de balancim e garras presos na ponte rolante (b) movimentação com cabos de aço por meio de guindaste.

Na estocagem e movimentação das lajes alveolares, recomenda-se o condicionamento das peças na horizontal sobre calços únicos de madeira posicionados nas extremidades a uma distância inferior à altura da laje. Além disso, em um mesmo empilhamento, os calços devem estar alinhados, evitando-se também a colocação de peças com comprimentos diferentes.


Para as tipologias usuais do mercado sugere-se a relação altura da peça x vão x quantidade de peças empilhadas, indicada na Figura 11.

Figura 11: Condições de armazenamento e estocagem de lajes

3 CRITÉRIO DE INSPEÇÃO VISUAL E REPAROS

Dentre as diversas formas de controle de aceitação dos elementos de laje alveolar, destaca-se a inspeção visual do elemento. Na inspeção visual é possível constatar importantes não conformidades ocorridas no processo de produção, transporte e montagem das lajes alveolares. As não conformidades podem variar desde má compactação até a existência de fissuras de diferentes naturezas.

A FIB (Federation Internacional du Beton) apresenta, no Bulletin 41: Treatment of imperfections in precast structural elements, uma relação de não conformidades associadas a fissuras contemplando causa, formas de prevenção, efeito e possibilidades de reparo. Na Tabela 1 estão descritas algumas causas e efeitos para diferentes tipos de fissuras. Na Figura 12, estão ilustradas diferentes disposições de fissuras em lajes alveolares.

Figura 12: Disposição de diferentes tipos de fissuras em lajes alveolares

1

2

3 4


Tabela 1: Principais causas e efeitos para diferentes tipos de fissuras em lajes

Reparos possíveis: Para algumas das fissuras apresentadas, o preenchimento de alvéolo com concreto e armadura possibilita a diminuição ou até mesmo a eliminação dos efeitos descritos. Atenção especial deve ser empregada para fissuras passantes na direção transversal, estas fissuras podem impossibilitar o transporte e montagem da laje alveolar.

4 CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO

Segundo a NBR 14861 (ABNT, 2011), o controle tecnológico e a verificação da resistência mecânica do concreto empregado na produção de lajes alveolares devem ser realizados conforme as normas NBR 5738 (ABNT, 2003) e NBR 5739 (ABNT, 2007).

Contudo para o concreto empregado no processo de produção das lajes por extrusão, o abatimento da mistura é nulo, não sendo especificada na NBR 5738 (ABNT, 2003) uma metodologia de adensamento do concreto para preparo dos corpos-de-prova.

Neste contexto propõe-se uma metodologia de preparo dos corpos-de-prova para o controle tecnológico do concreto, com base em estudos de compatibilidade de moldagem e extração de testemunhos de concreto.

A metodologia proposta baseia-se no emprego dos seguintes materiais:

Peso padrão cilíndrico de dimensão 98mm x 200mm, com massa de 7,0kg.

Fôrmas metálicas cilíndricas de dimensão 10x20cm.

Mesa vibratória em aço de capacidade de 3.600 v.p.m

Cronômetro

Bolacha metálica cilíndrica de dimensão 50mm x 400mm, com massa de 7,0kg.

A moldagem dos corpos-de-prova deve ser realizada de acordo com o procedimento indicado:

1. Coletar amostra da caçamba de concreto produzido. 2. Realizar a homogeneização do concreto no carrinho de mão. 3. Preencher a 1° camada de concreto na fôrma.

Posição Fissura Possíveis causas Possíveis Efeitos

1 Direção

transversal Dimensionamento impróprio: Excesso de tensões de tração

na fibra superior devido a protensão;

Produção imprópria: Cura com temperatura excessiva;

Retração do concreto; resistência do concreto baixa para

protensão; Excesso de água no concreto.

Armazenamento impróprio: Excesso de balanço no estoque

Transporte impróprio: Içamento com balanço excessivo

Diminuição de

resistência à força

cortante;

Diminuição de rigidez e

resistência a momento

negativo;

2 Direção

longitudinal Produção imprópria: Excesso de água no concreto; Cura

imprópria pelo tempo e aplicação de calor; Retração do

concreto.

Diminuição na

capacidade de distribuir

carregamentos

concentrados em lajes

sem capa

3 Na alma Dimensionamento impróprio: Excesso de protensão para

região da alma;

Produção imprópria: Compactação do concreto imprópria;

Resistência do concreto baixa para protensão; Composição

imprópria do concreto; Baixa quantidade de desmoldante

na pista de protensão.

Diminuição de


cortante.

4 Junto à

cordoalha Dimensionamento impróprio: Espessura da alma

insuficiente para protensão ou diâmetro da cordoalha;

Tensão de fendilhamento excessiva ao redor da cordoalha.

Diminuição de


cortante.


4. Ligar a mesa vibratória e colocar o peso padrão. 5. Manter o sistema em vibração por 120 segundos. 6. Desligar a mesa vibratória. 7. Preencher a 2° camada de concreto na fôrma, deixando um excesso. 8. Ligar a mesa vibratória e colocar o peso padrão. 9. Manter o sistema em vibração por 120 segundos. 10. Desligar a mesa vibratória e colocar uma quantidade de concreto para realizar o

acabamento superficial. 11. Ligar a mesa vibratória e empregar o a bolacha metálica para realização do

acabamento da face superior.

O aparecimento de argamassa na emenda lateral do corpo-de-prova indica um bom adensamento do concreto (Figura 13C).

Em virtude do tempo de moldagem e a temperatura do ambiente, faz-se necessário duas coletas de amostragem do concreto para garantia de bom adensamento do mesmo nas fôrmas. Para tanto, tem-se o seguinte procedimento:

1° coleta do concreto: após 50% da pista produzida e moldagem de 4 corpos-de-prova, referentes as idades de 7dias e 28 dias.

2° coleta do concreto: nas últimas caçambas de concreto, sendo moldados 3 corpos-de-prova, referentes a idade de 16h para liberação da protensão da pista.

Na Figura 13 seguem apresentados os passos referentes ao processo.

(A) (B)

(C) (D)

Figura 13: Moldagem de corpos-de-prova. (A) Peso padrão de 7kg, (B) Moldagem dos corpos-de-prova (CP´s), (C) Ponto ideal na moldagem, presença de pasta na lateral da fôrma do CP, (D) Acabamento da parte superior do corpo-de-prova.


Para avaliação da compatibilidade desta metodologia empregada, foi realizada a extração de testemunhos de concreto da própria laje alveolar para avaliação de desempenho de resistência e comparados com uma serie de moldagens realizadas durante o período de produção. Os resultados são indicados na Tabela 2 e Figuras 14 e 15.

Tabela 2: Resultados de resistência à compressão dos testemunhos extraídos

Idade 1dia 7dias 28dias 125dias

Resistência a

compressão (MPa)

Individual 33,0 28,6 53,3 58,5 58,5 69,9 64,8 65,5

Média 30,8 55,9 64,2 65,2

Figura 14: Resultado de resistência a compressão dos testemunhos extraídos da laje alveolar

Figura 15: Resultado de resistência a compressão obtida numa série de moldagem mensal.

Dentro da metodologia proposta, torna-se imprescindível o treinamento da equipe envolvida quanto ao procedimento de moldagem, e, em virtude deste procedimento não ser estabelecido pela ABNT, faz-se necessária a validação desta com a verificação dos resultados de resistência obtidos nos corpos-de-prova com a extração de testemunhos de concreto.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

0 7 14 21 28

Res

istê

nci

a a

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0 7 14 21 28

Res

istê

nci

a a

com

pre

ssão

(M

Pa)

Idade (dias)


5 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO E CONTROLE EM LAJES ALVEOLARES

5.1 Prova de carga

Durante a produção das lajes alveolares podem ocorrer não conformidades que são verificadas durante sua confecção ou após o corte das peças na pista de produção, gerando a necessidade de avaliação do elemento produzido em termos de desempenho estrutural. A prova de carga pode ser feita para avaliação do elemento no Estado limite último (ELU) ou no Estado limite de serviço (ELS). A avaliação do elemento para efeito de análise do ELU leva a ruptura do elemento, já para análise do ELS o ensaio não é destrutivo. No ensaio não destrutivo deve ser avaliado o carregamento aplicado de forma a preservar o comportamento elástico do elemento. Desta forma, o carregamento aplicado não deverá atingir o momento de fissuração do elemento, eliminando a possibilidade de flechas residuais após o alívio do carregamento.

Neste contexto, o presente trabalho propõe um procedimento para prova de carga em lajes alveolares, o qual envolve a realização de um carregamento uniformemente distribuído sobre o elemento por meio da utilização de containers com água. A metodologia para este ensaio segue apresentada abaixo:

1- Posicionamento da laje: colocação de vigas de madeira de dimensão 0,25x0,25x3,00m nas extremidades das lajes, posicionadas a uma distância H/2 (H: altura da laje), a fim de simular a condição de montagem em obra.

2- Distribuição de containers: colocação de paletes de madeira sobre a laje, sendo posteriormente posicionados sobre os mesmos containers de 1.000 litros de capacidade.

3- Medição de contra-flecha: em virtude do desnivelamento do piso, estica-se um fio de nylon de uma extremidade a outra da laje, aplicando a força necessária para eliminar o efeito catenária do mesmo. O meio do vão da laje deve ser marcado com pincel atômico, sendo realizada a medição da contra flecha inicial com auxilio de uma trena. Se possível, a medição da contra-fecha deverá ser feira com instrumentação mais apropriada, como por exemplo, utilizando relógios comparadores.

4- Carregamento dos containers com água: realizar o enchimento dos containers das extremidades para o centro da laje até atingir o volume referente a carga prevista para o ensaio. Recomenda-se a aplicação do carregamento em estágios de carga, para a respectiva verificação de contra-flecha a cada incremento de carga. A definição do carregamento deve ser feita considerando a capacidade resistente da laje e o momento de fissuração.

5- Alivio de carga na laje: realizar o esvaziamento dos containers, retornando a condição inicial do ensaio e proceder a medida da contra-flecha residual;

Para o caso deste ensaio ser realizado para elementos que apresentam escorregamento de cordoalha, deve-se realizar a inspeção das cordoalhas antes e após o ensaio para verificar a ocorrência do aumento do recuo das mesmas.

Na Figura 16 apresentam-se as fotos do procedimento de prova de carga.


(A) (B)

(C) (D)

Figura 16: Prova de carga em laje alveolar. (A) Enchimento dos containers, (B) Detalhe da graduação nos containers, (C) Etapa de alívio de carga na laje, (D) Medição da contra-flecha com linha de nylon e trena.

5.2 Determinação do módulo de elasticidade e rigidez

A avaliação do módulo de elasticidade pode ser feita de forma convencional, de acordo com a prescrição da NBR 8522 (ABNT, 2008). Além da avaliação do módulo de elasticidade, para efeito de dimensionamento e previsão de deslocamentos (ELS) é muito importante conhecer a rigidez (EI) do elemento ensaiado.

A rigidez do elemento ensaiado pode ser obtida com o auxílio da expressão que descreve a flecha de um elemento simplesmente apoiado com carregamento uniformemente distribuído, conforme apresentado na equação 1.

(1)

onde:

f - medida da flecha

q - valor do carregamento uniformemente distribuído

l - comprimento do elemento entre apoios

E - módulo de elasticidade;

I - momento de inércia da seção.


A determinação do módulo de elasticidade do concreto empregado pode ser feita de forma indireta por meio da realização da prova de carga. Uma vez conhecida à inércia da seção transversal, o carregamento uniformemente distribuído, o vão da laje ensaiada e a flecha aferida, obtém-se o módulo de elasticidade do concreto. Vale ressaltar que a prova de carga não deve atingir o momento de fissuração do elemento para determinação do módulo de elasticidade de forma indireta.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente trabalho possibilitou uma abordagem dos principais aspectos associados ao processo de produção de lajes alveolares, indicando cuidados específicos, diagnostico de não conformidades e ações corretivas em todas as etapas envolvidas de maneira a possibilitar qualidade na produção destes elementos.

Destacam-se as metodologias propostas para o controle tecnológico do concreto e a avaliação dos elementos por provas de carga, possibilitando a determinação dos parâmetros associados aos elementos produzidos para o atendimento das condições previstas em projeto e possibilitar confiabilidade no emprego destes em obra.

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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PETRUCELLI, N.S. Considerações sobre projeto e produção de lajes alveolares protendidas. 2009. 106p. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de São Carlos. UfsCar, São Carlos, 2009.

WEILLER C. HOLZBERGER. Manual Extrusora. Rio Claro, 2013.

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