UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
LUCAS GILES SILVA
MAURO FERNANDO SINGER FILHO
ANÁLISE DE SOLUÇÃO PARA RADIER: ESTUDO SOBRE O USO DE
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
CURITIBA
2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
LUCAS GILES SILVA
MAURO FERNANDO SINGER FILHO
ANÁLISE DE SOLUÇÃO PARA RADIER: ESTUDO SOBRE O USO DE
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
Trabalho
Final
de
Curso
apresentado como requisito para
obtenção do título de graduação do
curso de Engenharia Civil, Setor de
Tecnologia da Universidade Federal
do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Sergio Scheer
CURITIBA
2014
TERMO DE APROVAÇÃO
LUCAS GILES SILVA
MAURO FERNANDO SINGER FILHO
ANÁLISE DE SOLUÇÃO PARA RADIER: ESTUDO SOBRE O USO DE
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
Trabalho de conclusão de curso como requisito parcial para obtenção do
grau de Engenheiro Civil pelo Setor de Tecnologia, Universidade Federal
do Paraná, pela seguinte banca examinadora:
____________________________________________
Prof. Doutor Sergio Scheer
Orientador – Departamento de Construção Civil, UFPR.
____________________________________________
Prof. Mestre José de Almendra Freitas Jr.
Departamento de Construção Civil, UFPR.
____________________________________________
Prof.ª Doutora Nayara Soares Klein
Departamento de Construção Civil, UFPR.
Curitiba, 24 de Novembro de 2014.
AGRADECIMENTOS
Acima de tudo, agradecemos a Deus, que nos guiou por este caminho e
nos abençoou com a oportunidade de estudar para construir um mundo melhor.
Sem Ele, nada seria possível.
Aos nossos pais, que investiram na nossa educação e não mediram
esforços para nos proporcionar uma vida saudável, confortável e cheia de amor.
Ao nosso professor e orientador Dr. Sérgio Scheer, sempre muito paciente
e compreensivo. Sabemos do poder que um professor tem para/com a sociedade
e eternamente seremos gratos.
Ao
engenheiro
Ramon
Luis
Cavilha
pela
cooperação
e
apoio,
proporcionando meios para que pudéssemos realizar o desenvolvimento do
trabalho.
Aos nossos amigos, que agora chamamos de irmãos, pois sempre
acreditaram na nossa vitória, nos deram forças para seguir em frente e fizeram
tudo valer a pena. Estamos juntos!
“Se exponha aos seus medos mais
profundos, depois disso, o medo
não terá poder nenhum.”
James Douglas Morrison
RESUMO
A utilização de fibras de aço para substituir as armaduras utilizadas no concreto
armado é uma tecnologia nova no Brasil. O presente trabalho apresenta esta
nova tecnologia para construção como uma solução mais vantajosa frente aos
métodos convencionais, analisando as propriedades dos materiais envolvidos,
pode-se estabelecer um comparativo entre uma solução executada em concreto
armado convencional e outra realizada em concreto reforçado com fibra de aço
para a utilização em radiers. Verificou-se que o concreto reforçado com fibras de
aço, não cumpre com as exigências estabelecidas pela norma mas torna-se mais
vantajoso que o concreto convencional em relação ao custo, tempo e
desempenho em diversas situações. Com o estudo realizado foi possível concluir
que a utilização do concreto reforçado com fibra de aço é uma tecnologia viável e
que pode substituir, para casos devidamente analisados, o concreto convencional,
gerando economia para o construtor.
Palavras-chave: Fibras de aço, concreto reforçado com fibras, concreto com fibras de aço,
concreto fibro-reforçado, concreto armado, radiers.
ABSTRACT
The use of steel fibers to replace the armor used in reinforced concrete is a new
technology in Brazil. This work presents this new technology to construct more
advantageous solution as compared to the conventional method, analyzing the
properties of the involved materials, it can be established a comparison between a
radier solutions executed in conventional concrete and another using reinforced
concrete with steel fibers. The concrete reinforced with steel fibers, don’t meets
the requirements set by the standards but becomes more advantageous than
conventional concrete in respect to cost, time and performance. With this study iIt
was possible to conclude that the use of reinforced concrete with steel fiber is a
viable technology that can substitute the conventional concrete for properly
analyzed cases, generating savings for the builder.
Keywords: Fiber steel, concrete, fiber reinforced concrete, concrete with steel fibers, fiberreinforced concrete, reinforced concrete.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - VIGAS DE CONCRETO SIMPLES E CONCRETO ARMADO .......... 18 FIGURA 2 - EXEMPLOS DE FIBRAS DE AÇO PARA REFORÇO DO
CONCRETO .......................................................................................................... 21 FIGURA 3 - FIBRAS DE AÇO SOLTAS CURTAS (A), LONGAS (B) E LONGAS
COLADAS (C). ...................................................................................................... 22 FIGURA 4 - CONCENTRAÇÕES DE TENSÕES EM ESFORÇO DE TRAÇÃO
PARA CONCRETO SEM ADIÇÃO DE FIBRAS ................................................... 25 FIGURA 5 - DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES E CONTROLE DE FISSURAS EM
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO ............................................ 26 FIGURA 6 - ESQUEMA DE CORPO DE PROVA ENSAIADO À TRAÇÃO PURA E
CURVA DE CARGA X DESLOCAMENTO PARA CONCRETOS REFORÇADOS
COM FIBRAS CARACTERIZADOS COM BAIXAS PERCENTAGENS DE FIBRAS
(a) E ELEVADAS PORCENTAGENS DE FIBRAS (b ........................................... 30 FIGURA 7 - ESQUEMA DE CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO
INDIRETA, MÉTODO BRASILEIRO ..................................................................... 31 FIGURA 8 - ENSAIO DE FLEXÃO SOBRE A VIGA PARA A FETERMINAÇÃO DA
RESISTÊNCIA DE PRIMEIRA FISSURA E DO ÍNDICE DE DUCTILIDADE ....... 33 FIGURA 9 - RESULTADO DO ENSAIO CONFIRMANDO O COMPORTAMENTO
DÚCTIL ................................................................................................................. 34 FIGURA 10 - CONTROLE DO ASSENTAMENTO (SLUMP) APÓS INSERÇÃO DE
FIBRAS ................................................................................................................. 41 FIGURA 11 - INCORPORAÇÃO JUNTO AOS AGRAGADOS NA ESTEIRA
TRANSPORTADORA ........................................................................................... 42 FIGURA 12 - EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE CRFA EM AEROPORTOS.
TERMINAL DE CARGAS – INFRAERO – SP ....................................................... 44 FIGURA 13 - EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE CRFA EM PISOS INDUSTRIAIS . 44 FIGURA 14 - ESTAÇÃO TOTAL, EQUIPAMENTO TOPOGRÁFICO ................... 55 FIGURA 15 - EXECUCÃO DAS INSTALAÇOES HIDRO-ELÉTRICAS ................ 55 FIGURA 16 - PREPARAÇÃO DA BASE PARA RADIER DE CONCRETO
ARMADO ............................................................................................................... 56 FIGURA 17 - FORMA DE UM RADIER PRONTO PARA RECEBER O
CONCRETO .......................................................................................................... 57 FIGURA 18 - MALHA DE AÇO ARMADA PARA RADIER DE CONTRETO
ARMADO ............................................................................................................... 58 FIGURA 19 - LANÇAMENTO DO CONCRETO DENTRO DA FORMA DO
RADIER ARMADO ................................................................................................ 59 FIGURA 20 - ACABAMENTO SUPERFICIAL DO CONCRETO ARMADO .......... 59 FIGURA 21 - PROCEDIMENTO DE CURA PARA CONCRETO .......................... 60 FIGURA 22 - SLUMP-TEST PARA AFERIÇÃO DE TRABALHABILIDADE ......... 62 FIGURA 23 - MISTURA HOMOGÊNEA DE CRFA ............................................... 62 FIGURA 24 - DISTRIBUIÇÃO HOMOGÊNEA DAS FIBRAS NA MATRIZ DE
CONCRETO .......................................................................................................... 63 FIGURA 25 - CAIXAS COM 20 KG CADA DE FIBRAS DE AÇO ......................... 64 FIGURA 26 - PARA REALIZAR A INSERÇÃO DEVE-SE UTILIZAR LUVAS
COMUNS E OUTRA DE “RASPA” PARA O PROCEDIMENTO ........................... 64 FIGURA 27 - INSERÇÃO DAS FIBRAS JUNTAMENTE COM OS AGREGADOS
GRAÚDOS ............................................................................................................ 65 FIGURA 28 - FORMAÇÃO DE “OURIÇOS” ESTA DIRETAMENTE ASSOCIADA A
MISTURA INADEQUADA DOS MATERIAIS ........................................................ 65 FIGURA 29 - LANÇAMENTO DO CONCRETO COM FIBRAS ............................ 67 FIGURA 30 - LANÇAMENTO DO CRFA .............................................................. 67 FIGURA 31 - UTILIZAÇÃO DE AGREGADO MINERAL PARA MELHORAR A
RESISTÊNCIA A ABRASÃO E EVITAR AFLORAMENTO DE FIBRAS ............... 68 FIGURA 32 - ACABAMENTO FINAL FEITO ATRAVÉS DE UMA “POWER
FLOAT” .................................................................................................................. 68 FIGURA 33 - DISPOSIÇÃO DA ARMADURA EM DUAS CAMADAS (ESQ.) E
CAMADA ÚNICA (DIR.) ........................................................................................ 71 FIGURA 34 - DIMENSÕES L (COMPRIMENTO) X D (DIÂMETRO) .................... 80 FIGURA 35 - ESQUEMA DE DISPOSIÇÃO DO CONCRETO COM FIBRAS DE
AÇO Wirand®........................................................................................................ 82 LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 - DISTRIBUIÇÃO DO MERCADO BRASILEIRO DE FIBRAS DE AÇO
POR TIPO DE APLICAÇÃO NO ANO DE 2009 E PRIMEIRO SEMESTRE DE
2010 ...................................................................................................................... 14 GRÁFICO 2 - EXEMPLO DE ENSAIO COM FIBRAS DE AÇO “WIRAND”, PARA
DETERMINAR A CAPACIDADE DE FLEXÃO DO CONCRETO .......................... 27 GRÁFICO 3 - EXEMPLO DE GRÁFICO CARGA X DEFORMAÇÃO PARA
CONCRETOS COM DIFERENTES TEORES DE FIBRAS .................................. 29 GRÁFICO 4 - COMPARAÇÃO DA MÉDIA DAS RESISTÊNCIAS À TRAÇÃO
PURA DO CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS COM DIFERENTES
DOSAGENS .......................................................................................................... 32 GRÁFICO 5 - COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS À FLEXÃO PARA
DIFERENTES DOSAGENS DE FIBRAS EM UMA MESMA MATRIZ DE
CONCRETO .......................................................................................................... 32 GRÁFICO 6 - CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL, UTILIZADO PARA
ANÁLISE DO RESULTADO DO ENSAIO, A ÁREA ABAIXO DA CURVA
REPRESENTA A TENACIDADE .......................................................................... 34 GRÁFICO 7 - PERDA DE MASSA X TEMPO DE EXPOSIÇÃO AO FOGO ......... 40 LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - CLASSIFICAÇÃO E GEOMETRIA DAS FIBRAS DE AÇO PARA
REFORÇO DE CONCRETO ................................................................................. 23 TABELA 2 - REQUISITOS ESPECIFICADOS PELA NORMA ABNT NBR 15.530
(2007) PARA AS FIBRAS DE AÇO. ...................................................................... 47 TABELA 3 - EXEMPLO DE MATRIZ DE CUSTOS ............................................... 51 ®
TABELA 4 – TIPOS DE FIBRAS WIRAND ......................................................... 80 TABELA 5 - COEFICIENTES DE TENACIDADE (Re3) PARA AS FIBRAS DE AÇO
WIRAND® FF4 (COMPRIMENTO L = 60 MM, DIÂMETRO = 0,80 MM E FATOR
DE FORMA L/D = 80)............................................................................................ 81 13
1 INTRODUÇÃO
Devido, principalmente, ao baixo custo e a grande capacidade de se
adequar as diversas formas de execução e produção, o concreto é o material
mais utilizado em estruturas no mundo. Apesar disso, o concreto tem algumas
limitações, o fato de ter um elevado peso específico, consequentemente, uma
baixa relação resistência/peso e demorar certo tempo para atingir a resistência
adequada, são as principais destas limitações, como aponta Figueiredo (2011).
Além disso, é um material que apresenta comportamento frágil, oferecendo pouca
capacidade de deformação antes de romper por esforços de tração e após
fissurado, não resiste a este tipo de esforço. Por esta razão, surgiram algumas
alternativas tecnológicas, como o concreto armado, onde as barras de aço
compensam algumas limitações do concreto, e, mais recentemente, as fibras de
aço, que trabalham adicionando algumas características deste material à matriz
de concreto. Os concretos reforçados, seja por barras ou fibras de aço, são
exemplos de materiais compostos, também chamados de compósitos.
As fibras de aço podem ser consideradas como fibras destinadas ao
reforço primário do concreto, ou seja, não se destinam ao mero controle de
fissuração, apesar da norma brasileira não abranger isto.
O Brasil já conta com fabricantes de fibras de aço desenvolvidas
especialmente para o reforço do concreto e a produção mensal dos mesmos já
ultrapassou a centena de toneladas. Com isto, cresceu muito a importância
econômica deste material, o qual será objeto principal de analise neste trabalho.
As vantagens do emprego do concreto reforçado com fibras de aço são bem
conhecidas do meio técnico internacional e começam a ser nacionalmente.
Mindness (1995) chega a apontar a utilização de fibras no concreto como de
grande interesse tecnológico mesmo em estruturas convencionais de concreto
armado, onde, em conjunto com o concreto de elevado desempenho aumenta a
competitividade do material, quando comparado com outras tecnologias como a
das estruturas de aço por exemplo.
14
Atualmente, o mercado brasileiro de fibras é centralizado em aplicações de
baixo consumo de fibras e estruturas contínuas. Figueiredo (2011) faz um
levantamento junto aos principais fabricantes e representantes nacionais de fibras
para reforço do concreto, e verificou que as aplicações do CRF são muito
concentradas. Como se pode observar da figura 1.1, o mercado de fibras de aço
tem como principal aplicação os pavimentos industriais.
GRÁFICO 1 - DISTRIBUIÇÃO DO MERCADO BRASILEIRO DE FIBRAS DE AÇO
POR TIPO DE APLICAÇÃO NO ANO DE 2009 E PRIMEIRO SEMESTRE DE
2010
FONTE: FIGUEIREDO (2011).
15
1.1
JUSTIFICATIVA
Culturalmente, os construtores utilizam métodos antigos para realizar obras
de engenharia, por serem eficazes e bem difundidos. Porém, o mercado da
construção civil está aberto a novas técnicas de construção, novos conceitos
surgem para aprimorar os antigos métodos.
O assunto abordado por este trabalho foi escolhido por apresentar uma
solução inteligente no ramo da engenharia, que pode substituir e facilitar os já
conhecidos processos construtivos de estruturas de concreto.
Sabe-se que a mão de obra em nosso país está escassa e mal preparada.
Assim, a engenharia atual busca soluções para diminuir esta dependência de
bons profissionais. Além disso, cada vez mais, a construção civil clama pelo
reaproveitamento de materiais de construção, exige obras com menor custo e
prazo de entrega, mas sem perder a qualidade.
Cria-se assim, o contexto perfeito para a utilização de fibras de aço em
concreto, técnica que defende vantagens em relação ao desempenho, economia,
mão de obra e sustentabilidade.
Visto o grande aumento de construções de casas populares, pelo incentivo
do governo, através do programa “Minha Casa, Minha Vida” e sendo o radier um
tipo de fundação comum em obras de pequeno porte, a solução em concreto com
fibras de aço se torna cada vez mais atrativa, visando à redução de custo e tempo
de execução da estrutura.
16
1.2
OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
Avaliar as vantagens e desvantagens da solução em concreto reforçado
com fibras de aço para radiers, se comparado à solução em concreto armado,
levando em consideração os critérios estabelecidos pela norma de especificação
para as fibras de aço ABNT NBR 15530 (2007).
1.2.2 Objetivo Específico
O objetivo deste trabalho é analisar as vantagens e desvantagens da
utilização de fibras de aço para radiers em concreto, avaliando os seguintes
parâmetros:
• método construtivo: avaliar o processo de execução das soluções;
• análise de custo: determinar o montante calculado para a utilização de
cada solução, analisando as vantagens econômicas para um possível
orçamento.
17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O presente capítulo será utilizado como uma ferramenta de orientação com
a finalidade de relatar o conteúdo teórico pertinente para direcionar o
desenvolvimento e conclusão do trabalho.
2.1 CONCRETO ARMADO
O conhecimento sobre o inicio do concreto armado no Brasil é muito
escasso, faltam datas dos inícios das obras, faltam detalhamentos e com isso
temos que nos contentar com as informações vagas e pouco precisas, mas pode
se dizer que o cimento armado como era conhecido até 1920 que se tornou uma
Revolução Industrial. A mais antiga notícia da aplicação do concreto armado no
Brasil, datada em 1904, onde se menciona que os primeiros casos foram
realizados na construção de casas habitacionais em Copacabana. Na década de
40, havia o concreto 13,5 com resistência de 135kgf/cm², que equivalia a 12 MPa,
hoje a norma ABNT estabelece 20MPa, sendo que a primeira norma ABNT
estabelecida para o concreto foi datada em 1940 (VASCONCELOS, 1992).
É um material que apresenta alta resistência às tensões de compressão e
baixa resistência à tração (cerca de 10 % da sua resistência à compressão). Por
este motivo juntasse ao concreto um material com alta resistência à tração, com o
objetivo deste material, disposto convenientemente, resistir às tensões de tração
atuantes. Com esse material composto (concreto e armadura – barras de aço),
surge então o chamado “concreto armado”, onde as barras da armadura
absorvem as tensões de tração e o concreto absorve as tensões de compressão
(BASTOS, 2006).
“Concreto armado é o material composto formado pela associação do
concreto com barras de aço, convenientemente colocadas em seu
interior. Em virtude da baixa resistência à tração do concreto (cerca de
10% da resistência à compressão), as barras de aço cumprem a função
18
de absorver os esforços de tração na estrutura. As barras de aço
também servem para aumentar a capacidade de carga das peças
comprimidas.” (ARAÚJO, 2003).
O concreto armado, segundo Pinheiro (2004), é um material extremamente
versátil e de baixo custo, se tornando uma ótima solução de engenharia. No
entanto, o conceito de concreto armado envolve ainda o fenômeno da aderência,
que é essencial e deve obrigatoriamente existir entre o concreto e a armadura,
pois não basta apenas juntar os dois materiais para obter o concreto armado
(PINHEIRO, 2004; BASTOS, 2006).
Segundo Rodrigues (2011) o fenômeno da aderência é essencial e deve
existir obrigatoriamente entre o concreto e a armadura. Para a existência do
concreto armado é imprescindível que o trabalho seja realizado de forma conjunta
entre o aço e o concreto.
O trabalho conjunto entre o concreto e a armadura pode ser melhor
analisado visualizando os efeitos ocorridos após uma tensão de tração,
primeiramente em uma viga de concreto simples, sem armadura, e depois em
uma viga de concreto armado. Percebe-se que o concreto simples rompe
bruscamente quando aparece a primeira fissura, após a tensão de tração atuante
alcançar e superar a resistência do concreto a tração. Diferentemente do concreto
armado, aonde uma armadura é convenientemente posicionada na região das
tensões de tração, elevando significativamente a capacidade resistente da viga
(BASTOS, 2006).
FIGURA 1 - VIGAS DE CONCRETO SIMPLES E CONCRETO ARMADO
FONTE: FORTES, SOUZA e BARBOSA (2008).
19
Por terem coeficientes de dilatação térmica praticamente igual, o aço e o
concreto são dois materiais que podem trabalhar em conjunto. Outra vantagem é
que o concreto oferece proteção às armaduras, protegendo o aço da oxidação
(corrosão) garantindo a durabilidade do conjunto. É importante ressaltar que esta
proteção só ocorre mediante a existência de um cobrimento mínimo (BASTOS,
2006).
Segundo a NBR 6118:2014, nos projetos de estruturas de concreto armado
deve ser utilizado aço classificado pela NBR 7480:1996 com o valor característico
da resistência de escoamento nas categorias CA-25, CA-50 e CA-60. Os
diâmetros e seções transversais nominais devem ser os estabelecidos na NBR
7480:1996.
2.1.1 Vantagens do Concreto Armado
Conforme Bastos (2006), o concreto armado vem sendo utilizado em vários
tipos de construção, em todos os países do mundo em função das suas
características positiva, como por exemplo:
•
custo relativamente baixo, principalmente no Brasil onde seus
componentes são facilmente encontrados;
•
boa durabilidade, quando utilizado em dosagem correta e respeitando
os cobrimentos mínimos para as armaduras;
•
é moldável, permitindo grande variabilidade de formas e de concepções
arquitetônicas;
•
rapidez na construção sendo que a execução e o recobrimento são
relativamente rápidos;
•
armadura seja protegida por um cobrimento mínimo adequado de
concreto;
•
impermeabilidade: desde que dosado e executado de forma correta;
•
resistência a choques e vibrações: os problemas de fadiga são
menores.
20
2.1.2 Desvantagens do Concreto Armado
Suas principais desvantagens são:
•
peso próprio elevado, se comparado com a sua resistência;
•
reformas e adaptações são de difícil execução;
•
as fissurações que ocorrem e devem ser controladas;
•
transmite calor e som.
2.2 FIBRAS DE AÇO
As fibras são elementos descontínuos, cujo comprimento é bem maior que
a maior dimensão da seção transversal. As fibras destinadas ao reforço estrutural
do concreto são atualmente chamadas de maneira genérica como macro fibras
(FIGUEIREDO, 2011).
Quando adicionadas ao concreto, as fibras dificultam a propagação das
fissuras devido ao seu elevado módulo de elasticidade. Pela capacidade portante
pós-fissuração que o compósito apresenta, as fibras permitem uma redistribuição
de esforços no material mesmo quando utilizada em baixos teores. Isto é
particularmente interessante em estruturas contínuas como os pavimentos e os
revestimentos de túneis. (FIGUEIREDO, 1997).
Com a utilização de fibras será assegurada uma menor fissuração do
concreto (LI,1992). Este fato pode vir a recomendar sua utilização mesmo para
concretos convencionalmente armados (MINDESS, 1995). De qualquer forma, a
dosagem da fibra deve estar em conformidade com os requisitos de projeto, tanto
específicos como gerais (ACI, 1988 e ACI, 1993).
As fibras de aço são produzidas com uma variada gama de formatos,
dimensões e mesmo de tipos de aço. Há diferentes tipos de fibras de aço
disponíveis no mercado brasileiro (Figura 2).
21
FIGURA 2 - EXEMPLOS DE FIBRAS DE AÇO PARA REFORÇO DO
CONCRETO
FONTE: FIGUEIREDO (2005).
O Brasil já conta com a norma de especificação para as fibras de aço
ABNT NBR 15530 (2007). Esta norma traz várias contribuições como a
determinação de uma tipologia e classificação de fibras de aço, porém não
apresenta procedimento de cálculo estrutural (FIGUEIREDO, 2008). Na tabela 2,
pode-se observar a configuração geométrica dos tipos e classes de fibras
previstas pela norma. Esta classificação permitiu estabelecer os requisitos e
tolerâncias específicas do material em conjunto com as demais exigências da
norma (FIGUEIREDO, 2011). São previstos na norma três tipos básicos de fibras
em função de sua conformação geométrica:
•
Tipo A: fibra de aço com ancoragens nas extremidades.
•
Tipo C: fibra de aço corrugada.
•
Tipo R: fibra de aço reta.
22
FIGURA 3 - FIBRAS DE AÇO SOLTAS CURTAS (A), LONGAS (B) E LONGAS
COLADAS (C).
FONTE: FIGUEREDO (2005).
A configuração geométrica não contempla o formato da seção transversal,
mas somente o perfil longitudinal da fibra. O formato da seção transversal irá
depender do tipo de aço utilizado na produção da fibra que poder ser trefilado ou
laminado. Assim, além dos tipos, a especificação brasileira prevê três classes de
fibras, as quais foram associadas ao tipo de aço que deu origem ás mesmas:
•
Classe I: fibra oriunda de arame trefilado a frio;
•
Classe II: fibra oriunda de chapa laminada cortada a frio;
•
Classe III: fibra oriunda de arame trefilado e escarificado;
23
TABELA 1 - CLASSIFICAÇÃO E GEOMETRIA DAS FIBRAS DE AÇO PARA
REFORÇO DE CONCRETO
FONTE: FIGUEIREDO (2008).
Deve-se atentar para o fato de que, ao adotar esta classificação, a norma
procurou cobrir a maioria, se não a totalidade, das fibras disponibilizadas no
mercado brasileiro a época. Isto possibilitou o estabelecimento de requisitos
mínimos que poderão ser correlacionados com o desempenho final do CRFA
(FIGUEIREDO, 2008).
24
2.3 CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO (CRFA)
A orientação científica quanto à tecnologia do reforço com fibras é
indiscutivelmente muito recente. Os primeiros estudos sobre a utilização das
fibras de aço ou de vidro no concreto são dos anos 50. Nos anos 60 apareceram
os primeiros estudos sobre concretos reforçados com fibras sintéticas. A
comunidade técnica e científica se atentou ao uso do concreto reforçado com
fibras metálicas através de ROMUALDI e MANDEL (1964, citado por
MACCAFERRI, 2008), quando previram que a resistência à tração do concreto,
na formação da primeira fissura, poderia ser significativamente melhorada com a
adição de pedaços de arame metálico.
Hoje, o concreto reforçado com fibras de aço se tornou uma solução mais
frequente em obras de todo o mundo. Isto se deve ao fato de ser um composto
que apresenta comportamento mais adequado em determinadas aplicações, pois
agrega as distintas capacidades dos materiais que o formam. Além disso,
apresenta uma facilidade de aplicação se comparada a outras soluções.
A definição de concreto reforçado com fibras no Boletim Oficial CNR N.166
parte IV, na Itália é: “A utilização de fibras dentro da matriz de concreto tem como
finalidade a formação de um material composto onde o conglomerado, que pode
ser já considerado um material constituído por um esqueleto de agregados
disperso em uma pasta de cimento hidratada, está unido a um elemento de
reforço, formado por material fibroso de diferente natureza”.
Os concretos reforçados, tanto com fibras como com barras ou fios de aço,
são exemplos de materiais compostos, também conhecidos como compósitos.
Neste caso, os compósitos são constituídos por uma matriz frágil e um
reforço.
“É frequente, inclusive, haver uma sinergia tal que o
comportamento do compósito é superior ao obtido com os materiais que
lhe deram origem individualmente. Desta forma, algumas das limitações
das matrizes frágeis, como é o caso do concreto, podem ser
compensadas pelo material que é utilizado para seu reforço.”
(CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS, 2011, p.2).
25
As fibras, com adequada resistência mecânica à tração, distribuídas
homogeneamente dentro do concreto, constituem uma micro armadura que,
mostra-se extremamente eficaz para combater o fenômeno da fissuração por
retração, além de conferir considerável ductilidade à medida que se elevam a
quantidade e resistência das mesmas, principalmente à tração (NUNES, 2006).
Portanto, quando adicionamos fibras de aço ao concreto, o compósito
deixa de ter comportamento marcadamente frágil e passa a se comportar de
forma mais dúctil, apresentando certa resistência pós-fissuração da matriz de
concreto (FIGUEIREDO, 2000). Esta é a principal contribuição da adição de fibras
de aço ao concreto, mesmo sem proporcionar aumento significativo da resistência
à tração do mesmo, quando adicionados teores abaixo do volume crítico
(BENTUR e MINDESS, 1990).
A figura 5 apresenta o comportamento de tensões no concreto e do
concreto reforçado com fibras de aço, respectivamente, onde é solicitado à
tração.
FIGURA 4 - CONCENTRAÇÕES DE TENSÕES EM ESFORÇO DE TRAÇÃO
PARA CONCRETO SEM ADIÇÃO DE FIBRAS
FONTE: MACCAFERRI (2008).
26
FIGURA 5 - DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES E CONTROLE DE FISSURAS EM
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
FONTE: NUNES, TANESI e FIGUEIREDO (1997).
O CRFA é utilizado em placas apoiadas sobre o solo quando o seu
comportamento mecânico e os esforços produzidos pelas cargas sobre a
estrutura são compatíveis. Para dimensionar pisos apoiados, tem-se por base a
propriedade mecânica à flexão no ELU do material. Há uma melhora na
resistência ao cisalhamento. Por ser um material homogêneo em todo o seu
volume, o CRFA oferece uma resistência contínua em todas as direções que
possam se verificar, para os pisos, esta propriedade tem serventia para o
dimensionamento à flexão, retração e temperatura (MACCAFERRI, 2008).
Sabendo que é a ductilidade que permite alterar os critérios de analise do
material, pode-se dizer que a incorporação de fibras na matriz de concreto induz a
mudança de seu comportamento de frágil para dúctil, passando de uma condição
de serviço com fatores de segurança para o material, a trabalhar com cargas
majoradas e dimensionar no ELU, possível somente com materiais de
comportamento dúctil. Assim, o concreto reforçado com fibras, se aproveita da
27
característica de resistência última do material como capacidade resistente,
contrapondo as cargas majoradas. (MACCAFERRI, 2008).
GRÁFICO 2 - EXEMPLO DE ENSAIO COM FIBRAS DE AÇO “WIRAND”, PARA
DETERMINAR A CAPACIDADE DE FLEXÃO DO CONCRETO
FONTE: MACCAFERRI (2008).
2.3.1 Análise de desempenho
A avaliação das diferentes propriedades do CRF é efetuada através de
ensaios normatizados, alguns dos quais, típicos para o concreto simples, outros
desenvolvidos especialmente para os materiais reforçados com fibras.
2.3.1.1 Propriedades do concreto reforçado com fibras no estado endurecido
Os fatores que influenciam as propriedades de um concreto reforçado com fibras
são os seguintes:
•
Fibras: geometria, fator de forma, teor, orientação e distribuição;
•
Matriz: resistência e dimensões máximas dos agregados;
•
Interface fibra-matriz;
28
•
Corpos de prova: dimensões, geometria e metodologia de ensaio.
As propriedades do concreto reforçado com fibras em relação às cargas (estática
e dinâmica) podem ser classificadas segundo as seguintes ações:
•
Compressão;
•
Tração direta uniaxial;
•
Tração indireta por flexão (medida da tenacidade e da energia absorvida);
•
Corte e torção;
•
Fadiga;
•
Impacto;
•
Abrasão;
•
Fluência;
O comportamento físico e químico deve ser avaliado segundo os seguintes
fenômenos:
•
Retração a curto prazo (retração plástica);
•
Retração a longo prazo (retração hidráulica);
•
Durabilidade;
•
Gelo-degelo;
•
Carbonatação;
•
Corrosão das fibras na presença da cloretos (concreto fissurado e não
fissurado);
•
Exposição ao fogo.
2.3.1.1 Compressão
A resistência à compressão do concreto é basicamente modificada pela
adição de fibras.
Pode-se observar um modesto incremento para porcentagens elevadas de
fibras de aço (não menores que 1,5% em volume, aproximadamente).
29
Depois de alcançado o ponto de primeira fissuração, o elemento reforçado
com fibras apresenta uma acentuada ductilidade, que depende diretamente do
teor de fibras (dosagem):
GRÁFICO 3 - EXEMPLO DE GRÁFICO CARGA X DEFORMAÇÃO PARA
CONCRETOS COM DIFERENTES TEORES DE FIBRAS
FONTE: FIGUEIREDO (2008).
Com relação ao comportamento do concreto reforçado com fibras à
compressão, o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson praticamente
não variam para porcentagens de fibras menores que 2% em volume.
2.3.1.2 Tração direta uniaxial
O comportamento à tração uniaxial do concreto reforçado com fibras é
fortemente influenciado pela presença das mesmas, especialmente na fase de
pós-fissuração.
30
Somente utilizando elevadas dosagens, sobretudo de microfibras (da
ordem de 1,5 – 2% ou superiores em volume) podem ser obtidos incrementos
relevantes:
FIGURA 6 - ESQUEMA DE CORPO DE PROVA ENSAIADO À TRAÇÃO PURA E
CURVA DE CARGA X DESLOCAMENTO PARA CONCRETOS REFORÇADOS
COM FIBRAS CARACTERIZADOS COM BAIXAS PERCENTAGENS DE FIBRAS
(A) E ELEVADAS PORCENTAGENS DE FIBRAS (B
FONTE: FIGUEIREDO (2011).
É o caso de concretos de alto desempenho (High Performance Fiber
Reinforced Cement Composites, fck > 100MPa) e com elevadas dosagens de
microfibras (Lf < 13mm, dosagem > 2% volume), no qual o comportamento chega
ser de um tipo enrijecido.
O ensaio de tração uniaxial é executado, basicamente, tracionando o
corpo-de-prova em único sentido e direções opostas, fixando e aplicando a carga
tracionante em suas extremidades.
2.3.1.3 Tração indireta - Ensaio brasileiro
As dificuldades práticas para realizar o ensaio de tração direta levaram ao
desenvolvimento de procedimentos alternativos, como por exemplo, o ensaio de
compressão diametral, também chamado de “ensaio brasileiro”:
31
O ensaio consiste em submeter um corpo de prova cilíndrico a uma força
de compressão aplicada em uma região reduzida, ao longo de todo o seu
comprimento.
A ruptura ocorre quando é alcançada a máxima resistência à tração na
direção ortogonal a força aplicada. A partir da carga máxima, obtêm-se a
resistência à tração indireta do concreto reforçado com fibras.
FIGURA 7 - ESQUEMA DE CORPO DE PROVA PARA ENSAIO DE TRAÇÃO
INDIRETA, MÉTODO BRASILEIRO
FONTE: FIGUEIREDO (2011).
Como mostra a figura 7, o ensaio é realizado a partir de aplicação de uma carga
distribuída na parte superior do cilindro e oposto ao ponto onde este está apoiado.
São fixadas e moldadas peças para preparação da superfície, deixando o ponto
de apoio e aplicação da carga planos.
2.3.1.4 Tração indireta - Flexão
O ensaio à flexão é certamente o mais difundido porque representa muitas
das situações práticas, outro motivo do sucesso deste ensaio deve-se ao maior
grau de hiperestaticidade do mesmo, que coloca em evidência a ductilidade
32
fornecida pelo reforço fibroso, maior e mais representativa do que nos ensaios
anteriormente mencionados (compressão e tração direta):
GRÁFICO 4 - COMPARAÇÃO DA MÉDIA DAS RESISTÊNCIAS À TRAÇÃO
PURA DO CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS COM DIFERENTES
DOSAGENS
FONTE: FIGUEIREDO (2008).
GRÁFICO 5 - COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS À FLEXÃO PARA
DIFERENTES DOSAGENS DE FIBRAS EM UMA MESMA MATRIZ DE
CONCRETO
FONTE: FIGUEIREDO (2008).
33
Existem dois tipos de ensaios: ensaio de flexão sobre corpo de prova
prismático, que é realizado através de uma aplicação de carga distribuída no vão
do de uma viga biapoiada, e o ensaio de puncionamento sobre placa, que
consiste na aplicação de uma carga pontual no centro da placa. Assim verifica-se
a tensão de ruptura na secção onde a peça é tracionada por conta da flexão.
Ensaio de flexão sobre viga
A finalidade deste ensaio é a determinação da tenacidade fornecida pelas
fibras ao concreto.
Define-se por tenacidade a resistência mecânica necessária para levar um
material à ruptura (estático, dinâmico ou por impacto), devido a sua capacidade
de dissipar energia de deformação.
FIGURA 8 - ENSAIO DE FLEXÃO SOBRE A VIGA PARA A FETERMINAÇÃO DA
RESISTÊNCIA DE PRIMEIRA FISSURA E DO ÍNDICE DE DUCTILIDADE
FONTE: MACCAFERRI (2008).
34
GRÁFICO 6 - CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL, UTILIZADO PARA
ANÁLISE DO RESULTADO DO ENSAIO, A ÁREA ABAIXO DA CURVA
REPRESENTA A TENACIDADE
FONTE: MACCAFERRI (2008).
FIGURA 9 - RESULTADO DO ENSAIO CONFIRMANDO O COMPORTAMENTO
DÚCTIL
FONTE: MACCAFERRI (2008).
35
Ensaio de flexão sobre placa
O
ensaio
de
flexão
sobre
placa,
também
chamado
ensaio
de
puncionamento, foi codificado pela primeira vez pela SNCF (Servicio Nacional
Ferrovias Francesas) em 1989.
A diferença deste ensaio com relação ao ensaio de flexão sobre viga,
refere-se à aplicação de uma carga concentrada no centro de uma placa,
quadrada ou circular, onde através de uma pré-flexão fixada do ponto de carga, é
determinada a energia absorvida.
Seja no caso de uma placa quadrada ou circular, o deslocamento é da
ordem de 1/20 do vão livre, a fim de produzir desta maneira um quadro de
fissuras muito amplo, com varias linhas de fratura.
Este comportamento é característico para uma energia de deformação
muito elevada.
2.3.1.5 Corte e torção
Em geral, as fibras de aço incrementam a resistência ao corte e à torção do
concreto.
Através dos ensaios realizados em vigas nas quais tinham sido utilizadas
fibras para corte e armadura longitudinal à flexão, é possível afirmar que as fibras
podem substituir parcialmente ou totalmente os tradicionais estribos, modificando
o mecanismo de ruptura por cisalhamento, caso existam quantidade e tipo de
fibra adequada (MACCAFERRI, 2008).
2.3.1.6 Fadiga
O aumento de resistência à fadiga devido a introdução de fibras é bem
conhecido e isso se dá, principalmente, pelo maior controle de fissuras que o
CRFA oferece.
36
As dimensões e tipos de ensaios são muito variados: também neste caso,
não existem normas de referência.
A resistência à fadiga pode ser definida como o máximo nível de esforço ao
qual o concreto reforçado com fibras pode resistir para um determinado número
de ciclos de carga antes da ruptura, (ACI Committee: Report 544.1R – Fiber
Reinforced Concrete; Report 544.2R – Measurement of Properties of Fiber
Reinforced Concrete).
2.3.1.7 Impacto
O comportamento do concreto reforçado com fibras quanto a resistência ao
impacto, pode ser estudado através diversos métodos de ensaio (ACI Committee:
Report 544.2R – Measurement of Properties of Fiber Reinforced Concrete):
1. Weighted Pendulum Charpy-type impact test;
2. Drop-weight test (single or repeated impact);
3. Constant strain-rate test;
4. Projectile impact test;
5. Split-Hopkinson bar test;
6. Esplosive test;
7. Instrumented pendulum impact test.
Como exemplo, no item 2 é medido o número de quedas necessárias para
produzir um determinado nível de dano no corpo de prova.
Com estes tipos de ensaio, é possível comparar as seguintes situações:
1. Diferença de comportamento entre os concretos reforçados com
fibras e simples;
2. Diferença de comportamento entre os concretos reforçados com
fibras submetidos ao impacto e as cargas estáticas.
Experiências demonstram que utilizando o método dropweight, registra-se
um grande incremento na resistência do concreto. Aproximadamente 6-7 vezes
com relação aos concretos não reforçados, com dosagens em volume da ordem
de 0,5 % de fibras metálicas.
37
2.3.1.8 Fluência
As pesquisas conduzidas até o presente momento não mostram diferenças
relevantes entre concretos simples e concretos reforçados com fibras (teor de
fibras < 1%) quando submetido a compressão longo prazo.
A norma de ensaio é a mesma utilizada para o concreto convencional:
ASTM C512-02 Standard Test Method for Creep of Concrete in Compression.
2.3.1.9 Retração a curto prazo (plástica)
A fissuração de retração plástica desenvolve-se devido à perda de água
durante a passagem da fase líquida para a fase plástica.
A retração plástica do concreto pode ser eficazmente controlada com o uso
de microfibras do tipo polimérica em virtude da elevadíssima superfície especifica
de tais fibras por unidade de volume e portanto sua capacidade de reter água
devido tensão superficial.
Existem diversos métodos para medir a fissuração, um deles é o AASHTO
PP34-98 “Standard Practice for Estimating the Crack Tendency of Concrete”.
Recentemente foi redigida uma norma específica para concretos
reforçados com fibras: ASTM C1579-06 “Standard Test Method for Evaluating
Plastic Shrinkage Cracking of Restrained Fiber Reinforced Concrete (Using a
Steel Form Insert)”.
2.3.1.10 Retração a longo prazo (hidráulica)
Durante o processo de cura e com a perda continua de água no concreto,
ocorre uma redução volumétrica do mesmo. Caso a estrutura esteja impedida de
se contrair, desenvolvem-se tensões de tração que podem superar a capacidade
resistente do material, provocando o surgimento de fissuras no concreto.
38
Este fenômeno pode ser eliminado agregando fibras curtas na massa, em
quantidades adequadas.
As fibras de melhor desempenho para esta situação são as microfibras de
aço (F ≤ 0,20 mm), devido sua maior superfície específica e possibilidade de
interagir com a matriz de concreto.
Um dos métodos utilizados para avaliar os efeitos da retração em
condições não confinadas, é a norma ASTM C157 “Standard Test Method for
Length Change of Hardened Hydraulic-cement Mortar and Concrete”.
Até o momento, não existem normas sobre este tema aplicado aos
concretos reforçados com fibras.
2.3.1.11 Durabilidade
Nas recentes recomendações CNR DT204 2006, é reportada uma tabela
relativa às fibras de aço, onde é indicada a possibilidade do uso das mesmas em
função de sua classe de exposição (de acordo com a norma EN 206-1:2006 Concrete - Part 1: Specification, performance, production and conformity) e da
profundidade de penetração da água sob pressão (UNI EN 12390-8).
2.3.1.12 Corrosão das fibras
Com a finalidade de avaliar os efeitos da exposição do concreto reforçado
com fibras em ambientes agressivos (sais, íons agressivos, etc.), é preciso
distinguir os concretos íntegros dos concretos pré-fissurados.
No primeiro caso, a corrosão é limitada às fibras presentes na superfície,
apresentando somente consequências estéticas.
No caso de corpos de prova fissurados, a redução da resistência é
moderada e depende da amplitude e da profundidade da fissura: para aberturas
de fissura maiores que 0,1mm, mas limitadas em profundidade, não se tem
39
consequências com relação a eficácia estrutural (ACI 544.1R – Fiber Reinforced
Concrete).
2.3.1.13 Exposição ao fogo
Pela experiência acumulada até o momento sobre o comportamento ao
fogo dos concretos reforçados com fibras de aço, podem ser formuladas as
seguintes considerações (extraídas das recomendações CNR DT204 2006):
•
Baixas porcentagens de fibras (até 1%) não alteram significativamente a
difusão térmica, que fica então calculável com base nos dados disponíveis
para a matriz de concreto;
•
Os danos provocados no material por um ciclo térmico que poderá alcançar
800 °C, estão relacionados à esta máxima temperatura e produzem efeito
irreversível sobre a matriz de concreto.
•
Ao variar a temperatura máxima de exposição, a resistência de primeira
fissuração fica praticamente a mesma da matriz de concreto. Para
temperaturas superiores aos 600 °C, as fibras melhoram o comportamento
da matriz;
•
Ao variar a temperatura máxima de exposição, o módulo de elasticidade
dos concretos reforçados com fibras não é influenciado significativamente
pela presença de limitadas frações volumétricas (≤ 1% de fibras) e,
portanto, pode ser correlacionado ao da matriz concreto;
•
A presença de fibras de polipropileno mostra-se eficaz para limitar os
efeitos do fenômeno de “spalling”. Tais fibras se fundem parcialmente a
uma temperatura de 170 °C, deixando poros livres na matriz. Uma fração
volumétrica
de
fibras
entre
0,1%
e
0,25%
em
volume
reduz
significativamente ou elimina esse fenômeno.
Para a verificação dos efeitos da exposição ao fogo, existem diversos
procedimentos, alguns deles relacionados a seguir:
•
ISO 834 – 1994: Fire-resistance tests - Elements of building
construction.
40
•
BS 476 – 2004: Fire tests on building materials and structures.
GRÁFICO 7 - PERDA DE MASSA X TEMPO DE EXPOSIÇÃO AO FOGO
FONTE: MACCAFERRI (2008).
2.3.2 Incorporação de fibras no concreto
A fibra é um novo componente a considerar na adição do concreto, no que
se refere à produção, ela deve ser adicionada como um novo agregado. E assim
como nos demais agregados, recomendam-se algumas regras fundamentais
quanto a seleção geométrica do elemento para estabelecer o controle da
incorporação das fibras em uma mistura, contribuindo para evitar problemas como
segregação e aglomeração, e garantindo distribuição uniforme (MACCAFERRI,
2008).
Segundo o Manual técnico Maccaferri (2008), as seguintes regras são
válidas para qualquer tipo de concreto e aplicação:
•
o comprimento da fibra selecionada deverá ser maior que dobro da
dimensão máxima dos agregados com tolerância de 20%;
41
•
o comprimento da fibra será definido em função da dimensão
mínima do elemento estrutural, segundo a seguinte relação “Smín ≥
1,5 LFibra”
- também para esta regra pode ser considerada
tolerância de 20%;
Estas recomendações aplicam-se a quaisquer tipos de concreto. Mas pela
particularidade dos concretos moldados “in loco”, algumas sugestões podem ser
consideradas, pela sua dificuldade de aplicação para as fibras de aço. Sugestões,
como um assentamento adicional da ordem de 1” (25mm) no intervalo de
dosagem entre 20 e 45 Kg/m³, devido à perda de trabalhabilidade observada ao
inserir as fibras. Respondendo sempre as regras básicas de seleção geométrica
das fibras, afim de não comprometer o resultado com problemas de segregação e
aglomeração (MACCAFERRI, 2008).
A incorporação das fibras na mistura pode ser feita com a mistura
preparada, quando as fibras são adicionadas diretamente no caminhão betoneira
com a mistura pronta, realizando um controle do abatimento antes e após a
adição das fibras. E pode-se realizar a incorporação juntamente com os
agregados no seu trajeto até o misturador, para este caso a relação água/cimento
deve ser formulada adequadamente visando uma trabalhabilidade especifica, com
uma variação nunca maior que a prevista, 1”(25 mm) (MACCAFERRI, 2008,
p.62).
FIGURA 10 - CONTROLE DO ASSENTAMENTO (SLUMP) APÓS INSERÇÃO DE
FIBRAS
FONTE: MACCAFERRI (2008).
42
FIGURA 11 - INCORPORAÇÃO JUNTO AOS AGRAGADOS NA ESTEIRA
TRANSPORTADORA
FONTE: MACCAFERRI (2008).
Para os concretos moldados “in loco”, não há nenhuma consideração
mecânica
adicional,
permitindo
o
uso
de
vibradores
e
bombas
sem
contraindicações, porem para concretos bombeados, é importante ressaltar a
necessidade de observar que o diâmetro da fibra não deve exceder 70% do
diâmetro da boca de saída do tubo de bombeamento (MACCAFERRI, 2008,
p.63).
Concretos lançados e moldados “in loco”, são concretos fluidos com
abatimento entre 4” e 6” ( 10 cm e 15 cm) e relação água/cimento entre 0,3 e 0,5.
Sabendo que a seleção e granulometria dos agregados devem considerar os
elementos a serem concretados, e que será influenciada pela geometria e pela
resistência mecânica exigida pelo projeto, a escolha das fibras deverá ser
compatível com estas premissas.
Por ser muito ampla, a flexibilidade da incorporação de fibras na mistura
pode ocorrer com relações água/cimento muito baixas, em misturas secas.
Nestes casos, os aditivos cumprem a função de manter a trabalhabilidade e um
acabamento adequando para os elementos confeccionados.
43
2.3.3 Aplicações
Como as fibras adicionadas ao concreto, proporcionam ao compósito
grande controle de propagação e abertura de fissuras, o material acaba tornandose interessante em casos onde esta patologia deve ser limitada ou quando se
deseja redistribuir os esforços no elemento após a fissuração.
Assim, as diversas aplicações do CRFA são motivadas quando os
requisitos são uma boa resistência a solicitações de fadiga, impacto, redução ou,
em alguns casos, a substituição da armadura convencional, e maior durabilidade
pela redução de fissuração e permeabilidade do material (NUNES, 2002).
Conforme é necessário atender alguma das características que o CRFA
apresenta, temos as variadas aplicações para a solução, como descrito por Pinto
e Morais (1996), os pavimentos rodoviários e industriais são as principais
aplicações desta solução, além do revestimento de túneis e taludes, segundo
Figueiredo, Helene e Agopyan (1995).
Outras aplicações comuns para o CRFA são os tubos de concreto para
redes de esgoto e água pluvial (CHAMA NETO, 2002), reforço secundário para
estruturas
de
concreto
armado
e
reforço
de
elementos
pré-moldados
(VANDEWALLE e DUPONT, 2001).
Pisos industriais, portuários, aeroportuários, rodoviários e aplicações especiais
Por apresentar maior resistência à fissuração, impacto e desgaste e
possuir maior ductilidade, o CRFA esta sendo cada vez mais utilizado para suprir
as necessidades encontradas em estruturas especiais, tais como: pavimentos de
aeroportos, pavimentos rodoviários, leito de pontes, pisos industriais, estruturas
de suporte de máquinas, dormentes, tanques de estocagem, dentre outras
aplicações. Do ponto de vista técnico, essas aplicações são consideradas como
placas apoiadas sobre o solo, submetidas a cargas pontuais, distribuídas,
lineares, sendo tradicionalmente reforçadas para suportar a retração, e resistir à
44
flexão. O CRFA tem um comportamento mecânico compatível ao de placas
apoiadas sobre o solo, a correta modelagem de suas aplicações pelo avanço dos
métodos de análise e de avaliação do comportamento do material, possibilitou um
aumento
no
número
de
aplicações
desta
tecnologia
e
promoveu
o
desenvolvimento de novas pesquisas e normas para a geração de projetos
responsáveis quanto o parâmetro estrutural deste novo material (MACCAFERRI,
2008, p.137).
FIGURA 12 - EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE CRFA EM AEROPORTOS.
TERMINAL DE CARGAS – INFRAERO – SP
FONTE: FORTES, SOUZA E BARBOSA (2008).
FIGURA 13 - EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE CRFA EM PISOS INDUSTRIAIS
FONTE: RAMON CAVILHA (2014).
45
2.3.4 NBR 15530:2007 – Norma do concreto com fibras de aço
A norma ABNT NBR 15530:2007 sobre fibras de aço intitula-se “Fibras de
aço para concreto – Especificação”. Ela estabelece parâmetros de classificação
para as fibras de aço de baixo teor de carbono e define os requisitos mínimos de
forma geométrica, tolerâncias dimensionais defeitos de fabricação, resistência à
tração e dobramento. Com isso, procura-se garantir que o produto fornecido em
conformidade com estes requisitos tenha potencial para proporcionar um
desempenho adequado ao concreto reforçado com fibras de aço (CRFA), desde
que sejam observados os cuidados com a dosagem e controle do material. A
norma se atém ao produto fibra, sem regular a verificação de desempenho da
mesma no concreto possibilitando uma garantia de comportamento mínimo, mas
não de desempenho, pois isso depende de outros fatores como consumo de
fibras e a resistência da matriz. Isso ocorre porque o concreto reforçado com
fibras de aço (CRFA) tem seu desempenho dependente da interação entre fibra e
matriz (FIGUEIREDO, 2005). Ou seja, não é possível garantir o bom desempenho
de um CRFA apenas usando-se uma fibra de boa qualidade, mas verificando
como a mesma foi corretamente especificada, dosada e o controle do material
feito segundo o recomendado pela boa técnica.
Segundo Figueiredo (2008), a norma procurou regular dois fatores: a
geometria da fibra e a resistência do aço que lhe deu origem. Isto deve-se ao fato
da geometria da fibra ser um dos principais aspectos definidores do desempenho
do compósito. Outro fator relevante na definição do desempenho da fibra no
concreto reforçado com fibra de aço, é a resistência do aço utilizado na sua
produção, sendo mais significativa para concretos de resistência mecânica mais
elevada. Os requisitos e tolerâncias especificados para as fibras procuram
regular, principalmente, estes dois aspectos.
De acordo com a NBR 15530:2007, as fibras de aço são, basicamente,
caracterizadas e classificadas pelos parâmetros a seguir.
46
2.3.4.1 Características
•
Comprimento
•
Diâmetro equivalente;
•
Fator de forma
•
Limite de resistência à tração.
2.3.4.2 Classificação
Quanto à conformação da fibra ou sistema de ancoragem (geometria):
•
Tipo A: com ancoragem nas extremidades
•
Tipo C: corrugada
•
Tipo R: reta (sem ancoragem nas extremidades)
Quanto ao processo de produção:
•
Classe I: oriunda de arame trefilado a frio;
•
Classe II: oriunda de chapa laminada cortada a frio;
•
Classe III: oriunda de arame trefilado e escarificado
A Definição da resistência mínima do aço ocorre em função da classe da
fibra analisada. A norma prevê diferentes níveis de resistência em função do tipo
e da classe da fibra.
47
TABELA 2 - REQUISITOS ESPECIFICADOS PELA NORMA ABNT NBR 15.530
(2007) PARA AS FIBRAS DE AÇO.
FONTE: ABNT NBR 15530 (2007).
Devido às suas pequenas dimensões, há uma grande dificuldade na
normalização da resistência da fibra, pois não se pode realizar com facilidade o
ensaio de tração que caracteriza o material.
Assim, ocorre uma pré-qualificação
da matéria prima que deve ser realizada pelo fabricante segundo as normas
ABNT NBR 6207 – Arames de aço: Ensaio de tração, que define o ensaio a ser
empregado na determinação da resistência do aço utilizado na produção das
fibras Classe I e II, e a norma ASTM A 370 – Standard test methods and
definitions for mechanical testing of steel products. Que deve ser empregada na
qualificação do aço destinado à produção das fibras Classe II (FIGUEIREDO,
2011).
Outra preocupação necessária era a garantia de uma ductilidade mínima
para a fibra de aço, fundamental para evitar a fragilização do compósito
(FIGUEIREDO, 2005).
Disposição das fibras:
•
Soltas: fibras dispostas de forma separada ou unitariamente;
•
Coladas: fibras dispostas na forma de pentes colados ou unidas
entre si por uma cola solúvel em água;
48
Tipo de revestimento:
•
Polidas (ou bright): fibras de aço sem revestimento metálico;
•
Galvanizadas: fibras de aço galvanizado2;
Tipo de material:
•
Aço carbono: baixo, médio ou alto teor de carbono;
•
Aço inoxidável;
2.5 FUNDAÇÃO EM RADIER
Na construção civil brasileira, a utilização de radier está repleta de mitos.
Um desses mitos estabelece que o sistema composto por estacas e vigas
baldrames seria mais econômico. Esse mito está particularmente sedimentado e
provavelmente foi verdade décadas atrás quando a disponibilidade de concreto
usinado era escassa. Nos dias atuais, o radier pode ser projetado e executado
com economia e mais importante ainda, é enfatizar que esse sistema proporciona
uma plataforma estável para o restante da construção (DÓRIA, 2007).
A fundação em radier é uma estrutura que pode ser executada em concreto
armado ou protendido e que recebe todas as cargas através de pilares, alvenarias
da edificação, cargas distribuídas de tanques, depósitos ou silos, distribuindo-as
de forma uniforme ao solo (VELOSSO, 2004).
Segundo Velloso e Lopes (2004), as fundações em radier são utilizadas
quando as áreas das sapatas se aproximam umas das outras ou mesmo
interpenetram (em consequência de cargas elevadas nos pilares e/ou de tensões
de trabalho baixas) ou quando se deseja uniformizar os recalques (através de
uma fundação associada).
O radier é uma fundação direta que engloba todas as cargas que chegam à
fundação sob uma única placa de concreto. Ao contrario da fundação em sapata
que é recomendado, para solos apoio com SPT maior ou igual a 8 o radier pode
ser indicado a solos com SPT maior ou igual a 4 (YOPANAN, 2008).
49
Segundo o ACI 360R-92 (1997), o radier é uma laje continuamente
suportada pelo solo, com carga total, quando uniformemente distribuída menor ou
igual a 50% da capacidade de suporte admissível do solo. A laje pode ser
uniforme ou de espessura variável, e pode conter elementos de enrijecimento
como nervuras ou vigas. A laje pode ser de concreto simples, concreto reforçado
ou concreto protendido. O reforço de aço é utilizado para os efeitos de retração e
temperatura ou carregamento estrutural. A laje pode ser uniforme ou de
espessura variável, e pode conter elementos de enrijecimento como nervuras ou
vigas. A laje pode ser de concreto simples, concreto reforçado ou concreto
protendido. O reforço de aço é utilizado para os efeitos de retração e temperatura
ou carregamento estrutural.
A caracterização da rigidez da placa pode ser rígida ou flexível. Um
elemento estrutural rígido é aquele que tem grande rigidez a flexão, como um
radier nervurado ou em caixão.
A NBR 6122:1996 define o radier como um elemento de fundação
superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos.
Segundo Almeida (2001), em geral, considerando a situação atual da
construção civil Brasileira, pode ser dito que o radier recebe pouca atenção tanto
durante a fase de projeto quanto durante a fase de construção. Como
consequência, as recomendações que poderiam evitar muitos problemas são
simplesmente ignoradas. Aliás, convém mencionar que uma Norma Brasileira
para projeto e execução de laje sobre solo nem sequer existe. Entretanto, existe
literatura de excelente qualidade produzida principalmente pelo American
Concrete Institute (ACI) e pelo Post-Tensioning Institute (PTI).
2.6 ORÇAMENTO
Orçamento é definido como a determinação dos gastos necessários para a
realização de um projeto, de acordo com um plano de execução pré-estabelecido,
gastos esses representados em termos quantitativos (LIMMER, 1997).
50
Tem-se como objetivo definir o custo de execução de cada serviço, criar
um documento contratual, servindo de base para o faturamento de empresa
executora, fazer referência na análise dos rendimentos obtidos dos recursos
gastos e, como ferramenta de controle da execução do projeto, fornecer
informações para o desenvolvimento e aperfeiçoamento da capacidade técnica e
competitividade da empresa que o executa.
Segundo Limmer (1997) orçamento pode ser expresso de diversas
maneiras, sendo a de maior utilidade a unidade monetária. Orçar um projeto
baseia-se na previsão de ocorrências de atividades futuras logicamente
encadeadas e que consomem recursos, ou seja, custos. Basicamente uma
previsão de ocorrências monetárias ao longo do prazo de execução do projeto.
Para a realização do orçamento de um projeto há sempre a necessidade
de se incorporar os custos nos quais incorre a empresa que executa os trabalhos
de sua implementação sendo estes chamados de custos empresariais.
Indiretamente, os custos de execução de cada projeto formam o orçamento do
produto e englobam o orçamento empresarial, sendo que, com a venda do
produto que são cobertos os todos os custos, diretos e indiretos, incorridos na
produção e que constituem os custos de produção. Contudo, estes custos
empresariais são variáveis.
Os custos são classificados de duas formas: os custos diretos e indiretos.
Os primeiros são gastos feitos com os insumos, como mão-de-obra, materiais,
equipamentos e meios incorporados ou não ao produto. Já o custo indireto é
definido por todos os gastos com elementos secundários necessários para correta
elaboração do produto, ou, de gastos de difícil alocação a uma determinada
atividade ou serviço.
Outra classificação dos custos se refere ao volume de produção, podendo
ser um custo fixo, que quase não varia de acordo com o volume produzido, custo
variável, que varia de forma proporcional ou direta com a quantidade ou dimensão
do produto, ou custo semivariável, que varia com o volume produzido, porém de
forma não proporcional, sendo uma mescla das características de custos fixos e
51
variáveis. Os custos totais representam o somatório dos custos fixos, variáveis e
semivariáveis.
Com base nestas classificações, podemos observar a matriz de custos:
TABELA 3 - EXEMPLO DE MATRIZ DE CUSTOS
FONTE: os autores.
2.6.1 Métodos de orçamentação
Limmer (1997) defende que a qualidade da informação depende do grau de
detalhamento do projeto e em função deste detalhamento pode-se definir o
método de orçamentação que mais adequado, o de correlação e o de
quantificação.
52
O método de correlação é baseado na estimativa do custo por correlação
deste com variáveis de medida da grandeza do produto cujo quer determinar.
Pode ser feito por dois processos: a correlação simples, onde produtos
semelhantes e de mesmo tipo mesmo tendo proporções distintas têm, cada um,
custo proporcional à sua dimensão característica, e o processo de correlação
múltipla, baseado em que o projeto é decomposto em partes, de modo que o
custo total seja a soma do custo de cada parte.
O método de quantificação abrange dois processos, o de quantificação de
insumos e o da composição de custo unitário. A quantificação de insumos baseiase no levantamento das quantidades do todos os insumos necessários à
execução da obra, os quais podem ser agrupados em três grupos: mão-de-obra,
materiais e equipamentos. A composição do custo unitário é baseada na
composição do produto em conjuntos ou partes, de acordo com centros de
apropriação estabelecidos em função de uma Estrutura Analítica de Partição
(EAP) do projeto e de uma Estrutura Analítica de Insumos (EAI), a primeira
detalhada no nível de pacotes de trabalho a serem executados, com os materiais
e equipamentos apropriados, e a segunda, no nível de tipos de insumos ou de
custos.
53
3 MÉTODO E RESULTADOS
Neste capítulo são descritos detalhes sobre o estudo de aplicação
abordando o processo de execução de lajes de fundação em concreto, tipo radier,
com inserção de fibras de aço, além da análise de custo desta solução.
Também são descritas as características da solução convencional para
radiers (em concreto armado) para que seja feito um comparativo das soluções.
3.1 MÉTODOS CONSTRUTIVOS
Antes do início da execução, deve-se dar atenção aos fatores que
influenciam diretamente o desempenho da laje como o tipo de solo, a
uniformidade do suporte da base, a qualidade do concreto, o tipo e espaçamento
das juntas e o acabamento superficial.
Um ponto que merece grande destaque é o conhecimento das
características do solo sobre o qual o radier será executado. Como o
desempenho estrutural do radier depende tanto da qualidade do concreto como
também das propriedades do solo sobre o qual está apoiado, as recomendações
da literatura estrangeira são enfatizadas para a dosagem, a fabricação, a
aplicação e o acabamento do concreto e também para a caracterização e a
preparação do solo para proporcionar um suporte uniforme para a laje.
Para o cálculo estrutural de radiers, é importante conhecer o módulo de
reação do solo. Para carregamentos moderados, somente um grau limitado de
informação geotécnica está normalmente disponível. Entretanto, assumindo uma
homogeneidade no solo do local de interesse, uma das formas de se obter o
módulo de reação do solo é através do ensaio CBR (California Bearing Ratio)
para esse solo.
A situação ideal de projeto é o projetista estrutural contar com a
colaboração de um especialista em solo, afinal, a resistência do solo é muito
54
importante para o desempenho de fundação do tipo radier, principalmente para
suportar carregamentos elevados. Esta resistência do solo é influenciada pelo
grau de compactação e pelo teor de umidade. O método de compactação melhora
as propriedades estruturais do solo. O subleito é tão importante quanto a próprio
radier para garantir que o radier desempenhe a função para o qual foi projetado,
assegurando que as condições de apoio sejam uniformes para o radier.
A base é o terreno natural nivelado e compactado, sobre o qual o radier é
executado. Pode-se melhorar a base da fundação através de drenagem,
compactação e estabilização do solo. Devido a rigidez do radier, os
carregamentos aplicados são distribuídos em grandes áreas e as pressões na
base são normalmente baixas. A base deve ser uniforme. Quando o suporte
uniforme não é obtido através de nivelamento e compactação, aplica-se uma subbase, como forma de correção da base. A classificação adequada do solo deve
ser realizada para identificar os solos potencialmente problemáticos.
As soluções para estruturas de radier apresentam suas particularidades,
vantagens e desvantagens, logo, os processos construtivos para a solução
tradicional, em concreto armado, e a solução em CRFA, objeto desse estudo,
serão apresentados.
Algumas das etapas construtivas são comuns às duas soluções,
principalmente as preliminares a montagem da armação, para o concreto armado,
ou aplicação do concreto. São estas as etapas:
Topografia
Anterior à efetiva preparação e lançamento do radier, o solo precisa estar
rigorosamente nivelado. Assim, faz-se necessário a utilização de equipamentos
topográficos e uma equipe especializada para a verificação do local. Assim,
podem-se apontar possíveis ajustes no terreno.
55
FIGURA 14 - ESTAÇÃO TOTAL, EQUIPAMENTO TOPOGRÁFICO
FONTE: os autores.
Instalações
Quando o terreno está devidamente nivelado, são montadas as instalações
hidráulicas, de esgoto e as caixas e passagens das instalações elétricas.
FIGURA 15 - EXECUCÃO DAS INSTALAÇOES HIDRO-ELÉTRICAS
FONTE: os autores.
56
Preparo da base
Evitando o contato da armação com o solo e permitindo realizar um
nivelamento fino, o radier utiliza uma camada de aproximadamente 7 cm de brita.
Sobre ela, coloca-se uma lona plástica impermeabilizante, que evita que a nata de
concreto fresco desça para a brita.
FIGURA 16 - PREPARAÇÃO DA BASE PARA RADIER DE CONCRETO
ARMADO
FONTE: FORTES, SOUZA E BARBOSA (2008).
Fôrmas
Podem ser metálicas, mais vantajosas em projetos maiores com diversos
radiers e repetição de concretagens, ou podem ser executadas na própria obra,
em madeira, por carpinteiros. São elas que delimitam o espaço físico ocupado
pelo concreto que será lançado, dando forma à estrutura.
57
FIGURA 17 - FORMA DE UM RADIER PRONTO PARA RECEBER O
CONCRETO
FONTE: os autores.
3.1.1 Radier em concreto armado
Dentro das definições apresentadas, temos as seguintes etapas para a
execução de radiers em concreto armado:
3.1.1.1 Armadura
As armaduras para radier de concreto armado são de aço, no formato de
tela, soldada ou não, podendo ser simples ou dupla, dependendo do número de
camadas e com ou sem reforço sob as paredes. As telas ou malhas, podem vir
montadas de fábrica ou moldadas “in loco”.
58
FIGURA 18 - MALHA DE AÇO ARMADA PARA RADIER DE CONTRETO
ARMADO
FONTE: os autores.
3.1.1.2 Concretagem
Primeiramente, é de suma importância verificar o nivelamento com nível
laser nos quatro cantos da fôrma. Depois de ajustar o nivelamento, o concreto é
lançado e nivelado com o auxilio de mestras metálicas. O acabamento superficial
é obtido por sarrafeamento, desempenamento e utilizando a acabadora mecânica
de superfície. É importante ressaltar que o acabamento não pode ser liso demais,
pois a textura deve garantir aderência de argamassa.
59
FIGURA 19 - LANÇAMENTO DO CONCRETO DENTRO DA FORMA DO
RADIER ARMADO
FONTE: os autores.
FIGURA 20 - ACABAMENTO SUPERFICIAL DO CONCRETO ARMADO
FONTE: os autores.
3.1.1.3 Cura do concreto
A cura do concreto é o conjunto de medidas tomadas para evitar a
evaporação da água de amassamento – essencial para a hidratação do cimento –
60
e fundamental para o concreto alcançar um melhor desempenho. Em
contrapartida, a cura inadequada causa redução da resistência e da durabilidade
do concreto. Caso seja mal executada causa fissuras e expõe a camada
superficial à entrada de substâncias agressivas, pois torna o concreto poroso e
permeável. Um concreto não curado corretamente pode ter resistência até 30%
mais baixa que o desejado. Assim sendo, é fundamental promover uma ação que
garanta água suficiente para que o processo de reação química do cimento se
complete, como a molhagem frequente do concreto, para evitar a secagem da
superfície. A duração deve ser de pelo menos 7 dias – cimento Portland comum –
ou 14 dias – cimento Portland de alto-forno – sendo que pode durar até 3
semanas, melhor caso para o concreto.
FIGURA 21 - PROCEDIMENTO DE CURA PARA CONCRETO
FONTE: FORTES, SOUZA E BARBOSA (2008).
3.1.2 Radier em CRFA
O método construtivo de um radier em concreto com fibras de aço é
semelhante ao realizado em concreto armado. As etapas de lançamento,
adensamento e acabamento superficial deverão ser executadas normalmente. A
diferença inicial que caracteriza o processo construtivo é a eliminação da etapa de
corte, dobra e posicionamento da armadura, não tendo necessidade da utilização
de espaçadores e garantindo a facilidade de aplicação e redução no tempo de
61
execução. Porém, este método construtivo não é normatizado no Brasil, que exige
armadura mínima em qualquer projeto estrutural.
O processo executivo para radiers 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.
Como já abordado, sabe-se que o CRFA necessita de um maior controle
de dosagem, grande problema no Brasil, o que implica na preferência por utilizar
o concreto usinado na maioria das obras que optam por utilizar fibras de aço.
Assim, é de suma importância que o CRFA, com fibras (fornecidas pela
Maccaferri) respeite os seguintes critérios referenciais para a escolha do traço:
•
Abatimento de tronco de cone (slump test) de 120 +- 10 mm;
•
Teor de argamassa entre 48 e 52 %;
•
Fator a/c (água/cimento) < 0,55;
•
Consumo máximo de água 185 l/m³;
•
Agregar aditivos plastificantes para melhorar a trabalhabilidade do
concreto, caso necessário;
•
Consumo de cimento mín. de 320 kg/m³ e máx. de 380 kg/m³
62
FIGURA 22 - SLUMP-TEST PARA AFERIÇÃO DE TRABALHABILIDADE
FONTE: os autores.
FIGURA 23 - MISTURA HOMOGÊNEA DE CRFA
FONTE: os autores.
63
FIGURA 24 - DISTRIBUIÇÃO HOMOGÊNEA DAS FIBRAS NA MATRIZ DE
CONCRETO
FONTE: MACCAFERRI (2008).
Assim, o procedimento para dosagem de concreto com fibra de aço na
usina começa com a verificação da dosagem de projeto. Em seguida, separa-se
próxima a esteira da usina, a quantidade exata de caixas com fibras de aço
necessárias para abastecer 1 caminhão betoneira. Analisando a especificação de
projeto, sabe-se qual a quantidade de fibras para 1 m³ de concreto, assim separase a quantidade de caixas necessárias para o caminhão.
Feito o cálculo para relacionar volume de concreto e quantidade de fibras
de aço, segue o procedimento para a colocação das fibras na esteira da usina.
Para tal, é necessário adicionar as fibras durante o carregamento do material na
esteira, juntamente com os agregados graúdos e areia, não podendo ser
adicionada como primeiro componente da mistura. A velocidade máxima para a
adição, é de 20 kg/min, 1 caixa/min para fibras Maccaferri, ou seja, as fibras
deverão ser dosadas no concreto de uma maneira gradativa, garantindo a
homogeneidade da mistura, de maneira a não seguirem para o caminhão com
formação de grumos ou aglomerados de fibras, conhecido como “ouriço”.
64
FIGURA 25 - CAIXAS COM 20 KG CADA DE FIBRAS DE AÇO
FONTE: RAMON CAVILHA (2014).
FIGURA 26 - PARA REALIZAR A INSERÇÃO DEVE-SE UTILIZAR LUVAS
COMUNS E OUTRA DE “RASPA” PARA O PROCEDIMENTO
FONTE: RAMON CAVILHA (2014).
65
FIGURA 27 - INSERÇÃO DAS FIBRAS JUNTAMENTE COM OS AGREGADOS
GRAÚDOS
FONTE: os autores.
FIGURA 28 - FORMAÇÃO DE “OURIÇOS” ESTA DIRETAMENTE ASSOCIADA A
MISTURA INADEQUADA DOS MATERIAIS
FONTE: os autores.
66
É importante observar a semelhança das etapas de lançamento e
adensamento do concreto, que são similares às etapas do concreto armado.
Porém, na etapa de acabamento superficial, que utiliza basicamente os mesmos
equipamentos para acabamento em concreto armado – réguas vibratórias, laser
screed ou o “floating” (acabamento mecânico) – a maior preocupação na
execução de radiers de CRFA, é a possibilidade de que as fibras de fiquem
expostas na superfície do concreto, fenômeno conhecido como afloramento, um
das principais desvantagens desta solução.
Segundo o Manual Técnico Maccaferri (2008), estruturalmente o impacto
do afloramento 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 90 mil peças. Assim,
pode-se
afirmar
que
as
poucas
fibras
que
porventura
aflorem,
não
comprometerão a qualidade estrutural da peça, prova disso, é que pode-se
simplesmente remover ou cortar as fibras, caso ocorram afloramentos pontuais.
Esteticamente, é possível reduzir ou até mesmo eliminar, caso o volume de
fibras seja pequeno, o aparecimento das fibras na superfície, verificando as
recomendações de traço indicadas no projeto, a qualidade dos equipamentos, e
controlando os procedimentos de execução recomendados. O uso de agregados
minerais aspergidos e incorporados na superfície da estrutura, além de aumentar
a resistência a abrasão, também auxilia a evitar o aparecimento de fibras na
superfície, pois cria uma camada mineral sobre o concreto, cobrindo as fibras
afloradas. No entanto é perfeitamente possível obter resultados satisfatórios sem
este método.
67
FIGURA 29 - LANÇAMENTO DO CONCRETO COM FIBRAS
FONTE: os autores.
FIGURA 30 - LANÇAMENTO DO CRFA
FONTE: os autores.
68
FIGURA 31 - UTILIZAÇÃO DE AGREGADO MINERAL PARA MELHORAR A
RESISTÊNCIA A ABRASÃO E EVITAR AFLORAMENTO DE FIBRAS
FONTE: RAMON CAVILHA (2014).
FIGURA 32 - ACABAMENTO FINAL FEITO ATRAVÉS DE UMA “POWER
FLOAT”
FONTE: RAMON CAVILHA (2014).
69
3.2 INSUMOS
Segundo Limmer (1997), os custos diretos de uma obra são gastos feitos
com os insumos, como mão-de-obra, materiais, equipamentos e meios
incorporados ou não ao produto.
Como os métodos construtivos, alguns insumos são utilizados em ambas
as soluções e apresentados a seguir:
Fôrmas
As fôrmas são utilizadas para delimitar o local de aplicação do concreto,
definindo a área, espessura e, com isso, o volume. Normalmente as fôrmas são
metálicas ou de madeira, sendo o último o mais comum para obras de menor
porte, devido ao menor custo do material e maior versatilidade. As fôrmas podem
ser reaproveitadas em diversas utilidades na obra, o que diminui o custo relativo
do material.
Mão-de-obra
A mão-de-obra necessária para a execução de radiers inclui os serviços de
preparação da base, carpintaria, armação, lançamento, adensamento e cura do
concreto, além do corte das juntas, se existentes. Estes insumos podem ser
quantificados por horas trabalhadas ou pela produção do serviço e têm valores
variados, dependendo, também, da mão-de-obra ser terceirizada ou própria.
3.2.1 Insumos do radier em concreto armado
As estruturas em concreto armado têm como principais insumos o
concreto, composto por cimento, água, areia, brita e possíveis aditivos, a
armadura, as fôrmas e a mão-de-obra para execução de cada um destes
70
serviços, porém, no caso dos radiers, têm-se, também, outros insumos devido a
sua aplicação em superfícies não preparadas, como o solo.
Abordaremos a seguir, os insumos referentes ao radier em concreto
armado:
Concreto
Sendo o material de maior volume na estrutura, o concreto é um insumo
que representa grande parte do custo da estrutura.
O concreto é composto por diversos outros materiais, como cimento, areia,
brita, água e possíveis aditivos, estes que devem ser dosados de forma a garantir
a resistência mínima exigida pelo projeto estrutural e atender as necessidades de
aplicação.
Usualmente, as obras de diversos segmentos da construção civil utilizam
concretos feitos em usinas concreteiras, onde se tem maior controle de dosagem
e, também, devem fazer o controle tecnológico, a fim de garantir a resistência
prometida. Com isso, reduz-se o trabalho e espaço necessário para produzi-lo na
obra, pois é comprado pronto para aplicação.
O concreto utilizado em estruturas deve atender, além das propriedades
básicas, como a resistência a compressão e módulo de elasticidade, as
exigências referentes à retração, necessitando, então, de um processo adequado
de cura.
Armadura
Para as estruturas em concreto armado, a armadura é o insumo de maior
custo relativo. As barras de aço são as principais responsáveis pela resistência à
tração e tem sua quantificação, disposição e dimensões determinadas por projeto,
atendendo a norma de cálculo estrutural NBR 6118:2014. Sua preparação pode
ser feita na obra ou comprada cortada e dobrada, restando ao armador fazer a
montagem.
71
Para radiers, devido a sua espessura, a armadura pode estar
disposta em duas camadas (inferior e superior) ou em uma única camada,
resistindo a flexões positivas e negativas.
FIGURA 33 - DISPOSIÇÃO DA ARMADURA EM DUAS CAMADAS (ESQ.) E
CAMADA ÚNICA (DIR.)
FONTE: DÓRIA (2007).
Mão-de-obra
Além dos serviços de preparação da base, instalação de fôrma,
lançamento e cura do concreto, para esta solução, é necessário o serviço de
armação, para a montagem e colocação da armadura, conforme projeto. Serviço
de execução mais detalhada e passível de erros, além de da suma importância
para o desempenho estrutural, logo, deve ser atentamente conferido.
Demais insumos
Outros insumos de menor influência no custo do radier, porém presentes
na execução do mesmo são: a brita, para preparação da base, a lona, para
proteção e evitar que a capilaridade afete a estrutura, e os espaçadores,
normalmente plásticos, para garantir o correto posicionamento da armadura.
72
3.2.2 Insumos do radier em CRFA
Além dos insumos comuns entre as soluções, o radier em CRFA tem como
principais particularidades a adição de fibras de aço a matriz de concreto e a
possibilidade de substituir totalmente a armadura convencional, o que faz
desnecessária as barras de aço e a mão-de-obra para armação. Particularidade
que não atende a norma brasileira de cálculo estrutural, sendo então, viável
porém não permitido.
As fibras de aço incorporadas ao concreto representam, para esta solução,
um dos insumos de maior custo e sua quantidade é definida, em kg/m³ de
concreto, por projeto. Considerando as fibras de aço como agregado e seu custo
somado ao do concreto, a mistura apresenta custo mais elevado se comparado
ao concreto utilizado nas estruturas de concreto armado.
3.3 COMPARATIVOS DAS SOLUÇÕES
Atualmente, para suprir as armaduras convencionais utilizadas para pisos,
pavimentos e radiers, uma solução para tais estruturas consiste na incorporação
de fibras metálicas na massa de concreto. No presente capítulo será feito um
comparativo entre as soluções apresentadas para radiers, sendo elas em
concreto armado e em concreto reforçado com fibras de aço.
Para realizar a comparação foi utilizado um exemplo de edificação
industrial, considerando carregamento permanente, da estrutura, e carga
acidental móvel, por conta de empilhadeiras.
O radier utilizado para a estrutura tem as dimensões de 765 x 615 cm,
constituindo um total de 47,05 m² de radier, que poderá ser executado na solução
convencional de concreto armado ou utilizando o concreto reforçado com fibras
de aço.
73
FIGURA 34 - ÁREA DO RADIER PARA EDIFICAÇÃO POPULAR
FONTE: os autores.
A resistência do concreto foi estabelecida de acordo com a NBR 6118:2014
para classe de agressividade II (moderada urbana), com valor mínimo de 25 MPa.
3.3.1 Dimensionamento do radier
Momento de cálculo do projeto, considerando os seguintes fatores (valores de
coeficientes e memorial de cálculo retirados do Manual Técnico Maccaferri
(2008)):
•
Carga uniformemente distribuída: g = 60 kN / m2;
•
Empilhadeira de rodagem simples com carga de 100 kN no eixo mais
carregado;
•
Veículo de rodagem dupla com carga de 120 kN no eixo mais carregado;
•
Concreto: C 25 (fcka / a);
•
Solo: CBR = 8%;
•
Sub-base: 10 cm em brita graduada tratado com cimento BGTC;
74
•
Módulo de reação do conjunto sub-base / sub-leito: k = 0,09 N/mm3;
•
Pressão de enchimento dos pneus: p = 0,7 N/mm2;
•
Espessura inicial adotada: 120 mm;
•
Tamanho das placas: 12,00 m X 8,00 m;
•
Coeficiente de Poisson: n = 0,20;
•
Coeficiente de impacto: ϕ = 1,4;
•
Coeficiente de ponderação de cargas: gq = 1,2 (este valor é utilizado para
os casos de pisos onde são levados em consideração os efeitos de
temperatura e de retração).
- Momento Fletor devido à carga uniformemente distribuída:
λ=4
12⋅0, 09
= 1,78 x 10-3 mm-1
3
4 ⋅ 30500 ⋅120
2
M = − 0,168 ⋅
60000 x10 −6
= 3181 Nmm/mm
(1, 78 x10 −3 )2
- Momento Fletor devido à carga da empilhadeira:
Raio da área de contato e raio de rigidez relativa:
a=
φ ⋅P
1, 4⋅50000
=
= 178 mm
π⋅p
π ⋅ 0, 7
Raio de rigidez relativo:
ℓ= 4
Ec ⋅h 3
30500 ⋅120 3
=
= 475 mm
4
12⋅ (1− ν 2 ) ⋅ k
12⋅ (1− 0, 20 2 ) ⋅ 0, 09
Momento da carga da roda 1 no interior da placa:
M 0,1 =
50000
= 4763 Nmm / mm
( " 2 ⋅178 %+
6 ⋅ *1+ $
') # 475 &,
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 2:
s – distância da carga da roda 2 até a carga da roda 1;
75
s / l = 1000 / 475 = 2,10 ⇒ M / P = 0,01
M0,2 = 0,01 . 4763 = 48 Nmm/mm
M0 = M0,1 + M0,2 = 4763 + 48 = 4811 Nmm/mm
Momento da carga da roda 1 na borda da placa:
M 0,1 =
0, 6⋅50000
= 4035 Nmm / mm
( " 3⋅178 %+
3, 5⋅ *1+ $
') # 475 &,
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 2:
s – distância da carga da roda 2 até a carga da roda 1;
s / l = 1000 / 475 = 2,10 ⇒ M / P = 0,01
M0,2 = 0,01 . 4035 = 40 Nmm/mm
M0 = M0,1 + M0,2 = 4035 + 40 = 4075 Nmm/mm
- Momento devido à carga do veículo:
Raio da área de contato e raio de rigidez relativa:
a=
φ ⋅P
1, 4⋅25000
=
= 126 mm
π⋅p
π ⋅ 0, 7
Raio de rigidez relativo (carga de curta duração E = Ec):
E ⋅h 3
30500 ⋅120 3
ℓ= 4
=4
= 475 mm
12⋅ (1− ν 2 ) ⋅ k
12⋅ (1− 0, 20 2 ) ⋅ 0, 09
Momento da carga da roda 1 no interior da placa
M 0,1 =
25000
= 2722 Nmm / mm
( " 2 ⋅126 %+
6 ⋅ *1+ $
') # 475 &,
s – distância da carga da roda 2 até a carga da roda 1;
76
s / l = 300 / 475 = 0,63 ⇒ M / P = 0,09
M0,2 = 0,09 . 2722 = 245 Nmm/mm
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 3:
s – distância da carga da roda 3 até a carga da roda 1;
s / l = 1850 / 475 = 3,89 ⇒ M / P = 0
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 4:
s – distância da carga da roda 4 até a carga da roda 1;
s / l = 2150 / 475 = 4,53 ⇒ M / P = 0
M0 = M0,1 + M0,2 + M0,3 + M0,4 = 2722 + 245 + 0 + 0 = 2967 Nmm/mm
Momento da carga da roda 1 na borda da placa:
M 0,1 =
0, 6⋅25000
= 2386 Nmm / mm
( " 3⋅126 %+
3, 5⋅ *1+ $
') # 475 &,
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 2:
s – distância da carga da roda 2 até a carga da roda 1;
s / l = 300 / 475 = 0,63 ⇒ M / P = 0,09
M0,2 = 0,09 . 2386 = 215 Nmm/mm
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 3:
s – distância da carga da roda 3 até a carga da roda 1;
s / l= 1850 / 475 = 3,89 ⇒ M / P = 0
Acréscimo de momento em 1 devido a carga 4:
s – distância da carga da roda 3 até a carga da roda 1;
s / l= 2150 / 475 = 4,53 ⇒ M / P = 0
M0 = M0,1 + M0,2 + M0,3 + M0,4 = 2386 + 215 + 0 + 0 = 2601 Nmm/mm
77
- Efeito da Retração:
Tensão e Momento Equivalente no centro da placa:
σ
σ
R,centro
ψ ⋅ Ec ⋅ ε R
1+ ϕ
=
•
Fator de restrição: ψ = 1;
•
Coeficiente de atrito entre a placa e a sub-base: µ = 0,7;
•
Espaçamento entre juntas: L = 12000 mm;
•
Espessura da placa: H = 120 mm;
•
Fator de relaxação (concreto novo): φ = 5;
•
Deformação por retração do concreto: εR = 0,4;
•
Módulo de deformação longitudinal do concreto: Ec = 30500 MPa;
R,centro
=
1⋅ 30500 ⋅ 0, 0004
= 2, 03 MPa
1+ 5
Momento Equivalente:
2, 03 ⋅ 1⋅120 2
= 4872 Nmm / mm
6
M R, centro =
Tensões e Momento Equivalente na borda da placa:
σ
R, borda
=
2, 03
= 1, 02 MPa
2
Momento Equivalente:
M R, bordea =
4872
= 2436 Nmm / mm
2
- Efeito da Variação de Temperatura:
78
Tensão Equivalente no centro e na borda da placa:
σ T , centro = σ T , borda =
30500 ⋅10 −5 ⋅ 5
= 0, 51 MPa
1+ 2
Áreas internas: Δ = 5 oC;
Módulo de deformação longitudinal do concreto: Ec = 30500 MPa;
α = 10-5;
Fator de relaxação (concreto velho): φ = 2;
Momento Equivalente:
M T , centro = M T , borda =
0, 51 ⋅ 1⋅ 120 2
= 1224 Nmm / mm
6
- Dimensionamento:
Md = f .gq . M0 + MR + MT
Onde:
•
Coeficiente dinâmico: ϕ = 1,4;
•
Coeficiente de ponderação de cargas (considerado como 1,2 pelo fato de
se levar em consideração os efeitos da retração e variação de temperatura)
Situação mais desfavorável:
Carga da Empilhadeira (interior da placa):
M0 = 4811 Nmm/mm
Logo, o momento de cálculo:
Md = (1,4 . 1,2 . 4811) + 4872 + 1224
Md = 14178 Nmm/mm = 14178 Nm/m
3.3.1.1 Radier em concreto armado
79
Utilizando o momento resultante de cálculo para as duas direções do plano do
radier, o cálculo do As (área de aço) é feito utilizando o método de Czerny.
𝐴𝑠 =
𝑀𝑑
𝑓𝑦𝑑 ∙ (𝑑 − 0,4 ∙ 𝑦)
Onde:
fyd – tensão resistente de cálculo (para C25:1790 N/cm2);
d – altura útil;
y – altura da secção tracionada;
Logo:
!"!#$
𝐴𝑠 = !"#$∙(!!!,!∙!) = 3,30 cm2
Com barras de aço CA-50 DN 8mm, temos um As por barra de: 0,503 cm2, logo
temos:
1 φ 8 mm espaçados a cada 14 cm nas duas direções do plano do radier.
FIGURA 35 - TELA DE AÇO CA-50 DN 8 MM
FONTE: os autores.
80
3.3.1.2 Radier em CRFA
As fibras de aço utilizadas serão as fibras Wirand® FF4, da fabricante
Maccaferri, estas determinadas com relação ao tamanho dos agregados
presentes no concreto, aplicadas em um radier, comparando assim sua eficiência
em relação ao sistema convencional em concreto armado.
TABELA 4 – TIPOS DE FIBRAS WIRAND
®
FONTE: MACCAFERRI (2008).
FIGURA 34 - DIMENSÕES L (COMPRIMENTO) X D (DIÂMETRO)
FONTE: MACCAFERRI (2008).
- Dimensões da fibra Wirand® FF4:
Diâmetro: 0,75 mm;
Comprimento: 60 mm;
Fator de forma (comprimento / diâmetro): 80;
81
Com o carregamento atuante na estrutura, a maior solicitação (M1) é
utilizada para calcular o valor do coeficiente de tenacidade (Re3), dado pela
2
⎡ ⎛ Re3 ⎞⎤ ⎡ f ct , f .b.h ⎤
equação: M 1 = ⎢1 + ⎜
⎟⎥.⎢
⎥ . Onde fct,f é a resistência a tração na flexão
6
⎥⎦
⎣ ⎝ 100 ⎠⎦ ⎢⎣
do concreto sem fibras que é calculada pela expressão:
f ct , f = 0,4293 ( f ck )
2
2
2
fct, f = 0, 429 ⋅ 3 ( fck ) = 0, 429 ⋅ 3 ( 25) = 3, 67 N / mm 2
Portanto, pela equação do momento, temos:
' ! R $* ' 3, 67 ⋅1⋅120 2 *
14178 = )1+ # e3 &, ⋅ )
,
6
( " 100 %+ (
+
!R $
14178
= 1+ # e3 & ⇒ Re3 = 61%
" 100 %
8808
A dosagem de fibras é conhecida a partir do coeficiente de tenacidade, de
acordo com a tabela 8, obtida no manual técnico da empresa Maccaferri
(MACCAFERRI, 2008).
Para a o seguinte caso tem-se um coeficiente de tenacidade Re3 em torno
de 60%, logo, a dosagem da fibra de aço é de 20 kg/m³ de concreto.
TABELA 5 - COEFICIENTES DE TENACIDADE (RE3) PARA AS FIBRAS DE AÇO
WIRAND® FF4 (COMPRIMENTO L = 60 MM, DIÂMETRO = 0,80 MM E FATOR
DE FORMA L/D = 80)
Dosagem kg/m³
Re3 (%)
20
59,4
40
108,5
60
127,3
FONTE: MACCAFERRI (2008).
82
FIGURA 35 - ESQUEMA DE DISPOSIÇÃO DO CONCRETO COM FIBRAS DE
AÇO WIRAND®
FONTE: MACCAFERRI (2008).
3.3.2 Velocidade de execução
Analisando o mercado atual, podemos afirmar que um fator preponderante
para a realização de diversos empreendimentos é o tempo de execução da obra.
Este parâmetro está diretamente relacionado com a velocidade de execução das
diversas etapas construtivas, no sentido de quanto mais veloz uma etapa ocorrer
dentro do cronograma de obra, mais rápido o empreendimento estará concluído.
A construção de um radier em concreto armado tem como etapa o corte,
dobra e posicionamento de armaduras. Tais serviços levam certo tempo para
serem realizados. Estabelecendo uma taxa de 0,15 horas/m² para os serviços de
armação, chega-se a um valor de pouco mais de 7 horas para concluir apenas
esta etapa executiva, considerando a construção de uma residência com 47,5 m²
de radier.
Comparando com o tempo total de obra, parece pouco, porém para
grandes empreendimentos, que visam à construção de centenas de residências,
este número tornar-se expressivo. Portanto, é interessante reduzir o fator tempo.
83
Estima-se que a utilização das fibras Wirand®, geram uma economia de
tempo de aproximadamente 35% em relação ao método mais comum,
contabilizando inclusive o tempo de transporte e estocagem dos materiais.
Para tal redução, podemos aumentar a velocidade de execução da etapa
envolvendo armação, e uma opção viável, seria não utilizar armadura para a
execução do radier, substituindo o concreto armado, pelo concreto reforçado com
fibras de aço, uma solução que dispensa a utilização de armadura, porém isto
seria possível em países onde esta opção é atendida por norma, visto que a
norma brasileira ainda não permite a substituição total da armadura convencional.
3.3.3 Mão de obra
A situação contemporânea da construção civil indica que a mão de obra
especializada encontra-se mais escassa a cada dia. Atualmente a mão de obra
profissional é disputada nos canteiros de obra, e muitas vezes o engenheiro
torna-se refém dessa situação. Por isso que a modernização das técnicas de
construção visa diminuir a necessidade de pessoal especializado.
A utilização do concreto com fibras de aço, bem como as demais novas
técnicas, pode substituir a dependência de profissionais especializados, por
simplificar os processos executivos.
No caso da utilização do radier em concreto com fibras de aço, observa-se
a independência do profissional armador, pois o antigo processo de corte, dobra e
montagem armaduras, acabará. Utilizando o concreto fibro-reforçado, o insumo
“armador” vai deixar de existir, reduzindo a dependência de profissional
especializado e os custos desta mão de obra.
84
3.3.4 Controle de qualidade
Para estabelecer um comparativo de uma solução em radier de concreto
armado com outra em concreto reforçado com fibras, no que diz respeito ao
controle de qualidade, deve-se analisar o fato de que o controle de qualidade na
dosagem do CRFA é maior que no concreto convencional.
Um parâmetro de qualidade, já abordado nos capítulos anteriores, é o
slump test – teste de abatimento de tronco de cone – cujo objetivo é verificar a
trabalhabilidade do concreto fazendo uma relação com o abatimento encontrado.
No caso do concreto fibro-reforçado, este índice deve respeitar os 120mm - com
tolerância de 10 mm para mais ou para menos (para a fibra Wirand FF4) –
caracterizando a alta trabalhabilidade do concreto, diferentemente do concreto
comum, cujo um índice de 60 mm caracteriza uma boa trabalhabilidade. Somente
este parâmetro já definiria a diferença do controle de dosagem do CRFA em
relação ao concreto comum, mas há outros critérios referenciais que devem ser
respeitados para a correta produção do concreto com fibra de aço, são eles: teor
de argamassa entre 48% e 52%, fator a/c (água/cimento) < 0,55, consumo
máximo de água igual a 185 l/m³ e consumo de cimento entre 320 kg/m³ e 380
kg/m³ (MACCAFERRI, 2008).
Uma vantagem do CRFA é o possível melhor comportamento da estrutura,
pois a armação convencional em algumas situações não fica posicionada na
altura correta especificada, além de que o reforço em fibras (que é disposto de
uma maneira tridimensional no concreto) faz com que se tenha um maior controle
de fissuras da estrutura e consequentemente uma maior durabilidade desta.
3.3.5 Materiais
Com consumo praticamente total das fibras empregadas no concreto –
exclui-se a quantidade irrelevante de fibras desperdiçadas com os efeitos do
afloramento de fibras na superfície do concreto – o radier em concreto com fibras
85
de aço também não gera desperdício de materiais restantes do processo de corte
e dobra de armaduras.
Em relação ao transporte, os investimentos gerados pelo radier em CRFA
são mínimos comparados à solução em concreto armado. Isto porque não há
necessidade do transporte do material para o canteiro de obra. Normalmente,
para o concreto usinado, as fibras são adicionadas ao concreto na própria usina,
que pode ou não realizar a compra deste material, mas que faz o manuseio e a
aplicação, pois são tarefas simples e que não necessitam de mão de obra
especializada, basta apenas seguir o protocolo de aplicação. Assim, o transporte
ocorre até o local da obra com as fibras já incorporadas ao concreto.
Outro benefício da estrutura em concreto com fibra de aço é a estocagem
do material. Mesmo sendo um concreto moldado “in loco”, a utilização de fibras
tem vantagem em relação a estocagem e manuseio, pois são estocadas em
pequenas caixas, com 20 Kg cada uma.
3.3.6 Comparativo de custo
Para estabelecer um comparativo de custo, serão utilizados os critérios
sobre a estrutura, concreto e demais parâmetrosdescritos no início do capítulo
para analisar o custo de uma solução de radier em concreto armado em relação
ao custo do radier em concreto reforçado com fibras de aço.
Tomando por base informações fornecidas pelo executor de projetos em
concreto reforçado com fibra de aço, Eng. Ramon Luis Cavilha, e pelo próprio
fornecedor das Fibras de aço Wirand®, apresentam-se no apêndice as planilhas
orçamentárias com quantidades e custos para a execução de uma solução em
tela soldada frente à solução em fibra de aço.
No comparativo foram empregados valores de B.D.I., custo e consumo
retirados do SINAPI (Insumos PR out/2014) e TCPO 13ª. edição (2010), para a
região de Curitiba (Outubro, 2014).
86
Os resultados permitem o cálculo rápido dos insumos para obras de
diferentes dimensões, permitindo ao engenheiro estabelecer um comparativo
entre a solução com tela soldada e a fibra de aço.
A partir dos resultados obtidos através do orçamento, observa-se que a
solução em CRFA apresentou economia de aproximadamente 6% em relação a
solução do radier em concreto armado, custando, para este caso R$ 6909,53 e
R$ 7361,24, respectivamente.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
4.1 CONCLUSÃO
O trabalho descreve o processo de execução e seus detalhes de modo a
permitir o entendimento dos termos técnicos envolvidos, bem como estabelecer
comparações com outros métodos construtivos, quebrando assim paradigmas a
respeito da utilização de uma nova técnica em diversos países e para uma
possível alteração para que seja atendida por norma no Brasil.
Com uma diferença de custo de aproximadamente 6%, facilidade e rapidez
durante a execução, o CRFA mostra-se uma soluções atrativa em pisos,
pavimentos e radiers, trazendo economia de tempo e custos para a obra.
Feita a análise das soluções, pode-se concluir que as fibras de aço,
quando adicionadas ao concreto comum, apresentam uma resistência à tração na
flexão maior que a solução convencionalmente armada. Isso permite uma
melhoria na qualidade do comportamento da estrutura, garantindo maior
durabilidade da obra, porém sempre deve-se considerar as exigências técnicas
impostas pelas condições locais.
87
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