Betão Reforçado com Fibras

 

A prática de adição de fibras a materiais frágeis remonta à época dos Romanos e dos Egípcios, de que é exemplo o reforço de pastas de argila com fibras naturais. Contudo, só recentemente é que os betões reforçados com fibras começaram a ser utilizados em aplicações com importância na indústria da construção.

As fibras que se têm utilizado nestas aplicações são as metálicas, as de vidro, as sintéticas, as naturais e, mais recentemente, as de carbono. As fibras de aço e as de vidro são as mais utilizadas, quer devido ao reforço que proporcionam, quer pelo seu preço e durabilidade.

A capacidade de absorção de energia, a ductilidade, o controlo da fendilhação e a resistência às acções dinâmicas, de fadiga e de impacto são as propriedades mais beneficiadas pelos mecanismos de reforço das fibras. Estes benefícios têm-se repercutido no aumento do número e envergadura das aplicações de betões reforçados com fibras, sendo de destacar os pavimentos térreos de edifícios industriais, pavimentos de estradas, pistas de aeroportos, centrais de abastecimento de combustíveis e de portagens de auto­estradas. A sua utilização tem também sido crescente na indústria da pré-fabricação e na construção de túneis e de paredes de contenção. A reparação de estruturas é também uma área em que os betões reforçados com fibras são uma excelente alternativa, dadas as suas propriedades de aderência às estruturas a reparar e a diminuição do tempo despendido nestes trabalhos.

A inoperacionalidade duma estrutura durante os trabalhos de reforço é um factor com elevado peso nos custos associados à sua reparação. A título de exemplo, refira-se que no nosso país existe elevado número de pontes ferroviárias em cantaria que têm de ser reforçadas, quer pelo motivo de apresentarem deficiências estruturais, quer pelo facto de terem que passar a suportar cargas mais elevadas para as que estavam projectadas, devido às características dos futuros comboios. O reforço destas obras através da projecção duma camada de betão reforçado com fibras de aço na parte inferior do arco é uma alternativa que deveria ser considerada, dado que não requer a inoperacionalidade das mesmas durante o seu reforço. A utilização de betões reforçados com fibras de aço projectado na construção de túneis e de obras subterrâneas tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido à economia de material e mão-de-obra e à maior rapidez de execução dos trabalhos, em comparação com soluções alternativas.

O comportamento dos betões reforçados com fibras depende das propriedades dos elementos constituintes da matriz (betão propriamente dito), das propriedades mecânicas e características geométricas das fibras e da composição e processo de fabrico destes compósitos.

Das propriedades mecânicas das fibras têm especial relevo a sua resistência e rigidez, enquanto a esbelteza e as características da superfície são os parâmetros geométricos das fibras com maior importância na sua capacidade de reforço. A esbelteza da fibra é a razão entre o seu comprimento e o seu diâmetro.

As fibras podem apresentar dois modos de rotura: por cedência ou por deslizamento relativamente à matriz envolvente. Para se aumentar a resistência do compósito deve-se empregar fibras de elevada resistência e de esbelteza suficientemente elevada, por forma a que a rotura do compósito seja pela cedência das fibras. Todavia, aumentos significativos de resistência de compósitos reforçados com fibras curtas e distribuídas aleatoriamente só se alcançam à custa de elevadas percentagens de fibras, de que é exemplo o SIFCON (“Slurry Infïltrated Fiber Concrete”). Utilizand­o-se métodos convencionais de amassadura e não se adequando convenientemente a composição do compósito, a esbelteza e a percentagem de fibras devem ser limitadas por forma a que as propriedades do compósito não sejam adversamente afectadas pela diminuição da trabalhabilidade da mistura, que se observa com o aumento daquelas características das fibras. Além disto, o modo de rotura dos compósitos por cedência das fibras impede que se obtenha o principal benefício do reforço das fibras, que é o considerável aumento da capacidade de absorção de energia do material. Este aumento só é significativo se as fibras que atravessam as fendas cederem por deslizamento durante o processo de fendilhação da matriz.

Por estes factos, a esbelteza das fibras não deve ultrapassar o valor de 100 e a percentagem de fibras de aço e de vidro não deve exceder os 3% e os 6% em volume da composição, respectivamente.

A maior parte da metodologia convencional de fabricação e de aplicação dos betões simples, entendidos como não incluindo qualquer tipo de reforço, é aplicável aos betões reforçados com fibras, com pequenas adaptações.

Para que as fibras sejam eficazes em termos de reforço é necessário que se impeça a sua segregação durante o processo de amassadura da mistura. A segregação das fibras está relacionada com a esbelteza das fibras e sua percentagem, com o tamanho e percentagem dos inertes, com a composição granulométrica da mistura, com a razão água-­cimento e com o método de amassadura.

O aumento da esbelteza e percentagem de fibras, tamanho e quantidade de inertes graúdos intensifica a tendência para a segregação das fibras, diminuindo a trabalhabilidade da mistura. Caso se pretenda aumentar a percentagem de fibras sem comprometer a trabalhabilidade da mistura será necessário utilizar composições de granolumetria mais fina, fibras de maior rigidez e de menor esbelteza.

trabalhabilidade da mistura pode ser aferida por qualquer dos ensaios convencionais. Contudo, o ensaio do cone de Abrams só deve ser aplicado a misturas que desenvolvam um abaixamento superior a 50 mm. Este ensaio pode ser ainda usado para avaliar a trabalhabilidade entre diferentes composições de betões reforçados com fibras. Os ensaios que medem o tempo de fluidez da mistura sob vibração, de que é exemplo o ensaio do cone invertido são mais adequados para os betões reforçados com fibras. Todavia, o ensaio do cone invertido só deve ser aplicado a misturas que apresentem um abaixamento inferior a 100 mm.


A granulometria dos inertes depende do produto a manufacturar. A forma e rugosidade dos inertes depende também das fibras a utilizar, devendo ser tão menos angulosos e rugosos quanto mais flexível for a obra.



Autor: Joaquim António Oliveira de Barros

Excerto Adaptado

Pesquisadora desenvolve tijolo para isolamento acústico.

Blocos usados para iluminar e ventilar ambientes fechados, ganharam uma nova propriedade em pesquisa da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo (FAU) da USP. O estudo da arquiteta Bianca Carla Dantas de Araújo introduziu mudanças na forma dos blocos que permitem isolamento acústico semelhante ao das paredes fechadas de alvenaria.


Também conhecidos como “cobogós”, o elemento vazado normalmente é produzido na forma de blocos com tamanho de 15 X 20 centímetros (cm). “Seu uso é muito comum no Nordeste brasileiro”, explica a arquiteta. “Eles são utilizados para proteger da radiacão direta do sol, iluminar e ventilar ambientes naturalmente, de forma passiva (sem uso de energia elétrica), mas não possuem propriedades de isolamento acústico”.

Os blocos tiveram seu formato alterado, com a criação de pequenos desvios para a passagem do ar, de modo a dificultar a propagação das ondas sonoras por meio de fenômenos físicos, como a difração por exemplo.

Na pesquisa, os cobogós testados foram produzidos em argamassa de cimento e areia, que é o material mais usado em sua confecção, ao lado da cerâmica. Seu melhor desempenho foi identificado nas médias e altas frequências. Submetido a uma frequência sonora de 800 hertz, o bloco vazado registrou uma redução máxima de 37 decibéis. “O valor é comparável ao de uma parede de alvenaria totalmente fechada, sem aberturas”, aponta a arquiteta. “Nelas a redução de ruído varia entre 40 e 45 decibéis”.



“Os elementos vazados podem ser colocados nas paredes, comporem fachadas inteiras, ou apenas uma abertura, e ainda adotados como divisórias”. Os estudos deverão prosseguir com o emprego de novos materiais na produção dos elementos vazados.

“Alem da argamassa de cimento e areia, eles costumam ser feitos em cerâmica, madeira ou vidro”, conta a arquiteta. “A idéia é utilizar materiais sustentáveis, como aglomerados de fibras vegetais, como as de coco ou de cana-de-açúcar”.


A pesquisa, apresentada na FAU em março último, teve orientação do professor Sylvio Bistafa, da Escola Politécnica (Poli) da USP, com apoio da Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Fonte: Agência USP / Júlio Bernardes

Técnicas de PCP em obras de saneamento

Por solicitacao da leitora Larisse, irei explicitar um pouco mais sobre aplicacao de tecnicas de PCP (Planejamento e controle de producao) em obras de saneamento.
Todo sistema produtivo eh passivel de sofrer melhorias a medida que se domina a tecnica executiva, porem alguns processos sao mais facilmente ajustados do que outros.
Por exemplo o processo fabril de execucao de um automovel eh repetitivo e concentrado em um unico ambiente que eh a propria fabrica. E os produtos eh que caminham e nao os operadores que estao fixos em seus postos de trabalho. Desta forma as melhorias implantadas neste processo sao facilmente identificadas a medida que os resultados vao melhorando, sejam eles: em relacao a reducao de custo, aumento da velocidade no ciclo produtivo, melhoria da qualidade do produto. Assim estas experiencias na maneira de produzir deixam de ser testes e passam a fazer parte da metodologia executiva do produto.
Porem no ambiente da construcao civil especificamente em obras lineares (redes de saneamento, agua, cabeamentos e gasodutos) estas dificuldades aumentam consideravelmente, pois o ambiente de trabalho nao eh fixo e o canteiro "caminha" junto com a frente de servico.
Porem uma semelhanca dos dois exemplos dados eh o fator repetitivo inerente ao processo. Tanto uma fabrica de carros como uma rede de saneamento sao compostas por atividades repetitivas. Desta forma a aplicacao de tecnicas de PCP devem ser utilizadas.



Exemplos de tecnicas de PCP em obras de saneamento.

Primeiramente devem ser levantadas todas as etapas necessarias para a execucao de um trecho de rede. Mas nao se deve deixar nenhuma etapa de fora iniciando o processo desde a elaboracao de uma ordem de servico, topografia, passando pela escavacao e lancamento das tubulacoes ate a limpeza final do trecho.


Assim sera possivel determinar seus recursos necessarios (pessoal, material, equipamentos, dinheiro e tempo). A partir disso deve ser tracado o seu objetivo (reduzir custos? aumentar a velocidade de execucao? Distribuir melhor as equipes? Estabelecer ritmo produtivo? Bater metas planejadas? Etc...)


Para aplicar na pratica estes conceitos proponho iniciamente que seja realizado um planejamento quinzenal da realizacao das atividades, de maneira bem detalhada e distribuir esta informacao para os executores dos trabalhos no caso o engenheiro de campo, encarregados e equipe operacional. Assim sera possivel estabelecer um horizonte e uma meta mesmo que seja de 15 dias (Metodo last planner - Autor Glenn Balard).


Posteriormente deve-se acompanhar diariamente a evolucao deste planejamento, nao se preocupe se as atividades planejadas nao foram concluidas em sua plenitude, pois esta eh apenas a primeira tentativa. Este processo deve ser repetido ate que se domine os ciclos produtivos. Sempre que alguma atividade planejada nao for cumprida, deve ser anotado o motivo pelo qual ocorreu o nao cumprimento da atividade. Vou listar alguns dos motivos mais comuns (falta de material, falta de mao de obra, problema com o projeto, falta de equipamentos, erro de planejamento, nao cumprimento de tarefas anteriore, etc...)
Deve ser estabelecido na obra uma ponte entre o planejamento e a producao, para que nao se execute obra sem planejamento e para que nao se faca um planejamento sem alguem para executar.
Com os resultados que voce tera na mao voce podera analisa-los da seguinte forma, por exemplo:


Estou cumprindo 75% das minhas atividades planejadas no tempo correto, sendo que destes 25% que foram executados fora do planejamento, 40% dos problemas ocorreram por falta de mao de obra, 20% por falta de material 35% por erros de planejamento e 5% por problemas vinculados ao projeto.


Qual a conclusao obvia que se pode obter: Contrate mais operarios e melhore seu planejamento! Cuidado com seu sistema de compras pois este ainda pode lhe trazer problemas.
Desta forma espero ter sido claro no exemplo tipico de aplicacao de tecnica de pcp em obras de saneamento.