02) Concreto Projetado

CONCRETO PROJETADO
 
Concreto projetado é o concreto, ou argamassa, transportado através de uma tubulação e projetado pneumaticamente contra uma superfície.
 
A força do impacto do jato, contra; superfície adensa o material. Geralmente é usada mistura seca, sendo que o material, nessa: condição é capaz de suportar a si mesmo sem escorregar mesmo projetado em superfícies verticais ou horizontais de baixo para cima.
 
O concreto projetado quando adequadamente aplicado é um material estruturalmente, durável e apresenta uma excelente aderência com o concreto, argamassa, aço e outros materiais. Entretanto essas propriedades favoráveis só serão obtidas se houver um planejamento e supervisionamento adequados.
 

Trata-se de uma mistura de cimento, areia pedrisco, água e aditivos, que é impulsionada por ar comprimido desde o equipamento de projeção até o local de aplicação, através de mangote.

 

Na extremidade do mangote existe um bico de projeção, onde é acrescentada a água.

 

Esta mistura é lançada pelo ar comprimido, a grande velocidade, na superfície a ser moldada. Na mistura podem ser adicionadas ao traço microssílica, fibras ou outros componentes.

 

As peças podem receber ferragens convencionais, telas eletrossoldadas ou fibras, conforme a especificação do projeto.

 

Máquina de Concreto Projetado com Rotor de Câmaras - VIA SECA

 

Existem duas maneiras de obter o concreto projetado: por “via seca” ou por “via úmida”. A diferença básica está no preparo e condução dos componentes do concreto:

 

 

Via seca,  preparado a seco. Adição de água é feita junto ao bico de projeção, instantes antes da aplicação;

 

Via úmida,  preparado com água e desta forma conduzido até o local da aplicação. Ambas as vias utilizam traços e equipamentos com características especiais.

 

O equipamento utilizado convencionalmente é a via seca.

 

2) Procedimentos Iniciais / Plano de Ataque:

 

                    (Seqüência das Atividades)

 

a)Recebimentos de dados e projetos da obra a ser executada;

b)Verificação prévia do local de execução dos serviços;

c)Verificação da existência da especificação de dosagem no projeto do traço a ser utilizado;

d)Demarcar a área a ser projetada e verificar se corresponde a área de projeto;

e)Providenciar a montagem de andaimes caso necessário;

f)Verificar a existência de drenos de contato, peças de concreto e preparar a superfície, protegendo e marcando com referências essas áreas, para posterior aplicação do concreto projetado;

g)Limpar e tratar mecanicamente a superfície a ser revestida pela ação de jato d'água sob pressão ou ar comprimido;

h)Liberar a área a ser projetada;

i)Acompanhamento de campo, verificação visual da capacitação técnica do mangoteiro;

j)Preenchimento do boletim diário de execução dos serviços conforme modelo indicado no Anexo A;

 

3) Suprimentos Básicos
 
3.1) Ferramentas
 

Quant.

Un

Descrição

1

Chave de catraca para montagem dos andaimes

1

Chave de boca  Ø  3/4"

1

Chave de fenda no. 18

1

Marreta de 2 kg

1

Chave de boca  Ø 1/2"

1

Alicate

1

Turquesa

1

Chave de Grifo no. 18

1

Chave de Grifo no. 24

1

Chave de boca Ø 9/16”

 
3.2) Utensílios

 

Quant.

Un

Descrição

60

 

Parafusos para união dos mangotes

1

‘’Y’’ de aço com duas saídas para de acoplar mangote de ar da projetora de ø ¾’’ e uma entrada para acoplar mangote do compressor de ar ø 2 ½’’.

10

M

Mangote  ø2 ½’’ para acoplar o ‘’Y’’ ao compressor de ar .

20

M

Mangueira para ar ø ¾’’ para acoplar a saída  do ‘’Y’’ a projetora.

Variável

M

Mangote ø 4 ‘’ para ligar a bomba de projeção ao bico de projeção  L = 80,00 m.

Variável

M

Mangueira para água ø ¾’’ que liga a bomba d’água até bico, L = 80,00 m .

10

M

 Mangueira para água ø ¾’’ que liga a bomba d’água ao retorno do reservatório d’água .

1

 Reservatório para água capacidade 6.000 1

1

Quadro de energia elétrica completo

1

Registro galvanizado de 1’’

1

Quadro elétrico completo (1chave geral 100 A  e 1 chave distribuidora 60 A)

1

Niple ø 1’’

4

Braçadeira engate rápido ø 4’’ para mangote

               

3.3) Material de Consumo

 

Quant.

Un

Descrição

1/90  m3

Disco de borracha inferior

1/120 m3

Disco de fricção superior

1/70  m3

Disco de borracha superior

1/150 m3

Disco de fricção inferior

1/625 m3

Bocal de saída

1/550 m3

"Aranha de agitação"

 

3.4) Equipamentos
 

Para via seca são necessários, pelo menos, os seguintes equipamentos e acessórios:

 

Bomba de Projeção recebe o concreto seco adequadamente misturado e o disponibiliza para aplicação;

 

 

Máquina de Projeção tipo Rotor de Câmaras - Via Seca

 

É necessário que os equipamentos estejam em perfeitas condições de trabalho; as peças de consumo devem estar com desgaste aceitável e a máquina sempre bem ajustada;

 

Compressor de Ar acoplado à bomba de projeção, fornece ar comprimido em vazão e pressão corretas para conduzir o concreto até o local da aplicação.

 

A prática brasileira, entretanto, é de que para qualquer diâmetro de mangueira ou vazão de trabalho, a pressão característica do compressor deve ser de 0,7 MPa.

 

Este valor, quando da projeção do concreto, lido no compressor, não pode ser inferior a 0,3 MPa. Desta forma, para distâncias até 50 m teríamos, como condição mínima, os valores do quadro abaixo.

 

 

Vazão do compressor (pcm)

Diâmetro do mangote

Pressão de ar necessária (MPa)

350

1½’

 0,7

600

2”

700

2½’

 

Bomba de água fornece água em vazão e pressão junto ao bico de projeção. Pode ser substituída pela rede pública de fornecimento de água. Deve fornecer água junto ao bico de projeção com pressão pelo menos 0,1 MPa superior aquela dos materiais em fluxo.

 

Mangote é o duto de borracha por onde o concreto é conduzido da bomba ao ponto de aplicação;

 

Bico de Projeção peça instalada na extremidade de saída do mangote junto à aplicação;

 

Anel de água componente do bico de projeção pelo qual se adiciona água ao concreto;

 

Bico pré-umidificador  instalado a cerca de 3 m do bico de projeção, visa fornecer água ao concreto seco antes do ponto de aplicação. Pode ser ou não utilizado.

 

Os acessórios como mangotes, bicos, anéis d’água, pré-umidificadores e discos devem estar em plenas condições, conforme especificações do fabricantes e fornecedores.

               

Quant.

Un

Descrição

1

Un

Protetora para "via seca" ou "via úmida"

1

Un

Compressor de Ar Comprimido de alta vasão

1

Un

Bico com pré-umidificante ou não

1

Un

Bomba para adição de água ao bico

1

Un

Bomba manual para aditivo líquido

 

 

4) Equipe Básica

 

Para a obra de Projetado, a equipe básica para execução dos serviços será constituída de:

a) 1 supervisor

b) 1 encarregado

c) 1 mangoteiro

d) 1 auxiliar de mangoteiro

e) 1 operador de projetora

f)  1 operador de bomba d´água

g) 1 montador de andaime

h) 1 operador de plataforma elevatoria

i)  6 auxiliares para abastecer a projetora com a mistura quando abastecimento manual
 

5) Concreto

 

Normalmente a resistência solicitada em projeto é de 15 a 20 MPa, podendo atingir valores muito superiores, de até 40 MPa. O concreto seco pode ser fornecido usinado, em caminhões-betoneiras, ou preparado no canteiro de obras.

 

Sistemas de Alimentação da Bomba Projetora:


CONCRETO USINADO BASCULADO DIRETAMENTE NA BOMBA DE PROJEÇÃO:

 

Devemos procurar garantir uma alimentação sempre que for possível de maneira contínua, evitando paralisações nas atividades de trabalho

.


Alimentação feito por caminhão betoneira com a bica basculada na bomba de projeção.

 


 02 Ajudantes tiram a mistura seca com a pá para colocar na cuba de projeção

CENTRAL DE BARRANCO:

A alimentação do concreto projetado na bomba projetora poderá ser feita de divesas maneiras, dependendo do arranjo da obra.


Quando a obra não oferece condições de logística para receber o caminhão de concreto usinado, temos de improvisar da melhor forma possível com a garantia da qualidade do traço de concreto projetado, nestes casos indicamos a execução da "Central de Barranco" explicada abaixo :


CENTRAL DE BARRANCO - EXECUÇÃO DA MISTURA DO PROJETADO

 

 Concreto Projetado executado com equipamento de guindar / sem andaimes :


Dependendo da situação poderemos utilizar um guindaste dotado de uma gaiola para projetar.



Com auxílio de Plataforma Elevatória


Projetado executado com auxílio de Plataforma Elevatória

Detalhe da Plataforma Elevatória



 Dinâmica da Reflexão



Projetando junto ao mangote 

 

5.1) Agregados

Como agregados, temos o pedrisco ou pedra zero e a areia média. É necessário que ambos tenham uma umidade mínima. A areia em torno de 5%, nunca inferior a 3%, pois causaria muita poeira, nem superior a 7%, pois ocasionaria entupimentos do mangote e ínicio de hidratação do cimento.

 

Para pedrisco, a umidade de 2% é suficiente. A areia média não pode ter acima de 5% de grãos finos, podendo compor-se por 60% de grãos médios e de até 35% de grãos grossos.

 

5.2) Cimento

O cimento pode ser de qualquer tipo, Comum, composto, Pozôlanico, Alto Forno, ARI ou ARI-RS, dependendo das especificações de projeto. Podem ser utilizados aditivos aceleradores de pega, secos ou líquidos, conforme a necessidade da obra.

 

5.3) Água

A água deve estar de acordo com o que recomenda a tecnologia do concreto. Sua dosagem é feita pelo mangoteiro, por meio de registro, junto ao anel d’água. Advém da sensibilidade e experiência adquirida noutras obras pelo operador.

 

Controle Tecnológico

O controle de qualidade do concreto é feito pela extração dos corpos de prova de placas moldadas em obra. Existem algumas normas brasileiras da ABNT para este controle, que tiveram seu desenvolvimento impulsionado pelos serviços de execução de Túneis NATM:

 

 

NBR-13044  -  Concreto Projetado - Reconstituição da Mistura recém-projetada - Método de Ensaio;

NBR-13069  -  Concreto Projetado - Determinação do tempo de pega em pasta de Cimento Portland com ou sem a utilização de aditivo acelerador de pega - Método de Ensaio;

NBR-13070  -  Moldagem de placas para ensaio de argamassa e concreto projetados - Procedimento;

NBR-13371  -  Concreto Projetado - Determinação do índice de reflexão por determinação direta - Método de Ensaio;

NBR-13354  -  Concreto Projetado - Determinação do índice de reflexão em placas - Método de Ensaio

 

6) Armação

 

As telas eletrossoldadas têm sido a armação convencional do concreto projetado. Sua instalação é feita em uma ou duas camadas, conforme especifica o projeto. Aplica-se a primeira camada com a primeira tela, a segunda camada do projetado, a segunda tela e o concreto final. Pode-se instalar telas antes do concreto. Entretanto, é preciso tomar um cuidado especial para evitar que a tela funcione como anteparo e ocorram vazios posteriores.

 

É utilizada alternativamente às telas, fibras metálicas de aço, adicionadas diretamente na betoneira ou caminhão-betoneira, obtendo uma mistura perfeitamente homogênea. Isto não obriga qualquer mudança nos equipamentos, promove redução da equipe de trabalho, visto que não há necessidade de mão-de-obra para preparo e instalação das telas. Elas se ajustam perfeitamente ao corte realizado no talude, aceitando superfícies irregulares, com espessura constante.

 

O resultado é um concreto extremamente tenaz. A presença das fibras produz concreto de baixa permeabilidade, uma vez que age no combate às tensões de tração, durante o início da cura, homogeneamente em todas as regiões da peça.

 

 

7.1) Descrição dos conhecimentos e treinamentos previstos

 

7.1.1) Supervisor:

Deve ser engenheiro ou técnico de edificações, deverá gerenciar todo o processo, garantindo o cumprimento total do que consta neste "Manual de Serviços".

 

7.1.2) Encarregado:

Tem a função de fazer o pedido de suprimentos para obra, coordenar a montagem dos equipamentos, verificar a correta manutenção dos mesmos, conhecer os projetos juntamente com o Engenheiro responsável pela obra. Este profissional estará à frente dos trabalhos, comandando a equipe da obra.

 

7.1.3) Mangoteiro:

               

Deverá ser alfabetizado, saber tirar medidas das áreas projetadas, saber ler manômetros e escalas. Tem a função de executar o lançamento do projetado garantindo a aplicação de baixo para cima, sem a preocupação de preencher de imediato as partes de maior área a ser projetada, mantendo espessuras de 3,0 cm a 5,0 cm por camadas de 1,00 a 2,00 m dirigindo o bico projetor perpendicularmente e distante cerca de 1,0 m a 1,5 m da área a ser tratada, verificando antes da projeção da nova camada a limpeza e remoção de qualquer contaminação da camada anterior, empregando-se jato de água com bico de projeção. Verificará também com toques de martelo, a existência de áreas ocas ("chocos") resultantes da incorporação do material refletido ou da deficiência da aderência, caso aconteça, estas áreas deveram ser cuidadosamente removidas, sendo cortadas e projetadas juntamente com a camada subseqüente. Deverá ajudar na instalação das armaduras, cuidando-se especialmente da aplicação da la camada de concreto.

 

7.1.4) Auxiliar de Mangoteiro:

 

Deverá ser alfabetizado, ajudará o mangoteiro a preparar a superfície a ser protegida ou concretada para posterior aplicação do projetado, deve limpar e tratar mecanicamente a superfície a ser revestida pela ação de jato d'água sob pressão ou ar comprimido.

 

7.1.5) Operador de Projetora

 

Deverá saber ler e escrever e fazer as quatro operações básicas de matemática. Cuidará da manutenção básica do equipamento de projeção e deverá ter o controle do estoque de peças de desgaste do equipamento de projeção, fará o controle da dosagem e da quantidade projetada diariamente e passará os dados ao encarregado que preencherá o boletim diário de execução.

               

7.1.5) Auxiliares

 

Tem como a função auxiliar a montagem do canteiro de obras e equipamentos, abastecer a projetora com a mistura para o projetado, auxiliar na movimentação e limpeza dos mangotes de projeção, seguindo a orientação do operador da projetora e do encarregado de obra.

 

8) Método Executivo:

 

8.1) Limpeza tratamento e regularização da superfície :
 
 

Regularização das imperfeições e acertos no talude antes da aplicação

Remover todo o material solto ou esscorregado, a fim de promover a regularização manual e possíveis imperfeições que possam dificultar a aplicação do concreto projetado.
 
 

Material solto ou escorregado, deverá ser removido de cima para baixo.
 
8.1. 1) demarcar a área a ser projetada com auxílio de topografia;
 

 Marcação da área a ser tratada
 
 

8.1.2) preparar a superfície a ser protegida ou concretada para a aplicação do projetado;

 

8.1.3) limpar e tratar mecanicamente a superfície a ser revestida pela ação de jato d'água sob pressão ou ar comprimido;

 Limpeza com ar comprimido.
 

8.1.4) liberar a área a ser projetada diariamente;

 
8.1.5) Executar a montagem de plataformas de trabalho seguras e dando preferência a montagem de estrutura tubular metálica (andaimes) de maneira inteligente, iniciando os serviços de cima para baixo, ou conforme a situação de cada obra, estudada previamente caso a caso;
 

Plataformas e andaimes
 

8.1.6) humidificar a superfície imediatamente antes da aplicação do concreto projetado, evitando-se excesso de água nas áreas destinadas a receber o concreto projetado, bem como em torno das mesmas.

 
8.1.7)      Verificar a existência de drenos de contato, peças de concreto e preparar a superfície, protegendo os drenos antes da projeção e marcando com referências essas áreas, para posterior aplicação do concreto projetado, sem causar o entupimento dos mesmos;
 
 

Proteger os drenos antes da projeção.
 
8.2) Aplicação do concreto projetado:

 

8.2.1)decidir pela aplicação do concreto pneumaticamente projetado, ou pelo processo via seco ou úmido

 

8.2.2) iniciar a aplicação de baixo para cima, sem a preocupação de preencher de imediato as partes de maior área a ser projetada, mantendo as espessuras de 3,0 cm a 5,0 cm, por camada, ou de acordo com o projeto da obra a ser executada

 

8.2.3) projetar uma nova camada de concreto, verificando antes a limpeza e a remoção de qualquer contaminação da camada anterior, empregando-se jato d'água com bico de projeção

 

8.2.4) verificar também com toques de martelos, a existência de áreas ocas ("chocos") resultantes da incorporação do material refletido ou da deficiência da aderência

 

8.2.5) Estas áreas ocas devem ser cuidadosamente cortadas e projetadas juntamente com a camada subseqüente

 

8.2.6) projetar sempre o concreto com movimentos lentos, sistemáticos e contínuos ao longo da superfície, dirigindo sempre o bico projetor perpendicularmente e distante entre 1,0 m e 1,5 m da área a ser tratada;

 

8.2.7) preencher boletim diário de execução;

 

8.3) Dosagem e cura do concreto projetado:

 

8.3.1) dosar a quantidade de aditivo acelerador da pega - em pó ou líquido - entre O % a 5 % do peso do cimento;

               

8.3.2) adotar valores médios usuais do fator água-cimento entre 0,35 - 0,45, com consumo de cimento entre 0% a 5% do peso do cimento;

 

8.3.3) curar o concreto projetado, imediatamente após a projeção e acabamento, por umedecimento durante 24 horas ou por aditivos que satisfaçam as exigências de projeto ;

 

8.3.4) prosseguir com a cura por um período de 7 dias até que seja obtida a resistência média, especificada em projeto ;

 

8.3.5) instalar a armadura, cuidando-se especialmente para a aplicação da 2a camada de concreto;

Aplicação do Projetado


9) Índices de produtividade:

 

Em áreas planas de fácil acesso = 30 m3 / dia;

Em áreas inclinadas de difícil acesso = 20 m3 / dia;

Em áreas de encosta onde se projeta com auxílio de plataformas e andaimes = 8,00 m3/dia;



DOSAGEM RACIONAL DE CONCRETO PROJETADO

 

Tensão de ruptura - MPa                     

Canteiro, controle:Razoável

Tensão de dosagem (Fc28): 35MPa      

Marca do cimento: Ciminas

  CONCRETO DOSADO:                 

Traço em peso:1:1.500:1.500

Traço de volume:1:1.56:1614

Relação água/cimento –

Plasticidade (Shump-test),cm

                           

CONSUMO DE MATERIAIS P/M3DE CONCRETO:

Cimento.........................681 kg

Areia...........................0,727 m³

Pedrisco......................0,774 m³

Sigunit-M(5,0%)............34,1 kg

 

TRAÇO A SER UTILIZADO :

CIMENTO:50kg

AREIA

2 PADIOLAS

BASE(cm)35x45

ALTURA(cm)17,0

 

PEDRISCO

2 PADIOLAS

BASE(cm)35x45

ALTURA(cm)18,0

 

SIGUNIT-M(5.0%) 2.500 G

 

OBS: Esta dosagem e meramente informativa e deverá ser ensaiada e confirmada em laboratórios de concreto especializados para garantia da qualidade e do desempenho de um bom projeto.





Concreto projetado para túneis

O uso do concreto projetado para o revestimento de túneis não é uma solução nova. Nos últimos anos, contudo, tem adquirido maior importância dado o avanço dos métodos de aplicação e de controle do concreto. Normalmente empregado em túneis com escavação manual ou túneis mineiros, mais conhecidos como New Austrian Tunnelling Method (NATM), o concreto projetado pode ser útil tanto nos casos de túneis em solos, quanto em rocha, sempre que houver a necessidade de suportar o maciço em curto prazo. As aplicações se destinam desde o revestimento primário de túneis até o revestimento definitivo, em substituição à solução tradicional de revestimento final em concreto moldado in loco.
1
Robô da Putzmeister projeta 20 m³/h de concreto, o equivalente a três betoneiras, na concretagem da Linha 4 do Metrô do Rio de Janeiro (Barra da Tijuca – Ipanema), no trecho entre a Barra e a Gávea
A técnica consiste em um processo contínuo de projeção de concreto sobre a base, por meio de bomba sob pressão (ar comprimido). Todo o procedimento ocorre em velocidade controlada, de modo que o impacto do material sobre a superfície promove sua compactação sem a necessidade de vibradores, resultando em um concreto de alta compacidade e resistência.
Roberto Kochen, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e diretor técnico da GeoCompany, explica que um ponto forte desse sistema é a aplicação veloz, dispensando procedimentos como a montagem e desmontagem de fôrmas. Além disso, o concreto projetado em túneis abrevia a etapa de cura, já que dá pega e ganha resistência rapidamente. As especificações técnicas usuais requerem resistência de cerca de 10 MPa em um intervalo de dez horas.
Métodos de projeção
Há, no mercado, duas formas consagradas de se empregar o concreto projetado: por via seca e por via úmida. No processo via seca é feita uma mistura a seco de cimento e agregados. No bico projetor existe uma entrada de água que é controlada pelo operador. O concreto seco é então conduzido sob pressão até o bico onde recebe a água e os aditivos. As vantagens desse processo é que o operador pode controlar a consistência da mistura no bico projetor durante a aplicação e pode-se utilizar mangote com maior extensão. Essa metodologia também utiliza equipamentos de menor porte e possibilita projetar pequenos volumes com menor desperdício. Em contraposição, o controle da quantidade de água feito pelo mangoteiro pode levar a uma grande variabilidade na mistura. “Outro inconveniente é que o grau de poeira decorrente da projeção seca é muito alto, exigindo o uso de equipamentos de proteção individuais mais sofisticados”, comenta o engenheiro Luiz Antônio Naresi Júnior, gerente de obras e comercial da Progeo.
Túnel Santa Luzia, que integra a construção do Trecho Leste do Rodoanel de São Paulo, foi escavado pelo método New Austrian Tunneling Method (NATM). O revestimento primário foi com concreto projetado a úmido
Túnel Santa Luzia, que integra a construção do Trecho Leste do Rodoanel de São Paulo, foi escavado pelo método New Austrian Tunneling Method (NATM). O revestimento primário foi com concreto projetado a úmido
No processo via úmida, o concreto é preparado misturando-se na câmara própria, cimento, agregados, água e aditivos. O preparo é lançado pelo mangote até o bico projetor. Essa metodologia permite avaliar precisamente a quantidade de água na mistura e garantir que a hidratação do cimento foi feita adequadamente, o que confere a certeza da resistência final do concreto.
Além disso, esse processo confere perdas menores com a reflexão do material e produz menor quantidade de pó durante a aplicação. Vale lembrar que a reflexão do concreto projetado é um inconveniente a ser evitado. A quantidade de reflexão depende de muitos fatores, tais como a hidratação da mistura, a relação água/cimento/agregado, a granulometria dos agregados, a velocidade de saída do bico projetor, a vazão do material, o ângulo da superfície de base, a espessura aplicada e a destreza do mangoteiro. A quantidade refletida varia entre 10% e 30% em superfícies verticais.
3
No Rio de Janeiro, o túnel da Grota Funda, ligando os bairros do Recreio dos Bandeirantes a Guaratiba, utilizou concreto projetado com fibras de aço como revestimento definitivo
A projeção via úmida utiliza equipamentos de maior porte, adequados para produção de grandes volumes por hora. “Ainda que o equipamento de projeção seja mais caro, o menor transtorno na operação e a redução de riscos à segurança dos trabalhadores têm induzido a preferência pela projeção úmida”, conta Naresi. “Resumidamente, se for necessário aplicar pequenos volumes de concreto projetado, o via seca é mais econômico e mais indicado. Para volumes médios a grandes, o via úmida é melhor e resulta em um concreto de melhor qualidade”, acrescenta o professor Roberto Kochen.
Mistura e armação
A aplicação bem-sucedida do concreto projetado para o revestimento de túneis, quer seja em aplicações como suporte primário ou como revestimento definitivo, depende diretamente do traço (definido em projeto de acordo com as características de cada aplicação) e do preparo adequado do concreto. Em princípio, qualquer tipo de cimento pode ser empregado. Contudo, cimentos muito finos são indicados apenas para aplicação via úmida (por proporcionar maior coesão). Para uso por via seca, esses cimentos são contraindicados.

www.consultoria.naresi.com



 
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