1. PISOS DE CONCRETO ARMADO
O histórico dos pisos industriais no Brasil é bastante recente, com pouco mais de 20 anos. Durante muito tempo, a pavimentação industrial brasileira foi conduzida por modelos retrógrados de dimensionamento e execução, que resultavam em pisos de concreto simples, com placas de pequena dimensão e grande espessura, o que implica em um pavimento com patologias que ocasionam perda de produtividade e grandes custos de manutenção.
Neste contexto, surge o conceito de pisos concreto armado que diz respeito a elementos estruturais que têm como objetivo resistir e distribuir ao subleito esforços verticais provenientes dos carregamentos através da utilização de reforço de aço. Torna-se então um elemento de grande importância para a logística de operação das empresas, aplicado em indústrias, armazéns, supermercados, estacionamentos, entre outras edificações de grandes vãos.
Este modelos de piso é compostos por placas de concreto, armadura em telas soldadas posicionada a 1/3 da face superior, unidos por juntas com barras de transferência, executados sobre uma sub-base geralmente de brita tratada com cimento e um solo de apoio. Podem ser de armadura dupla, para grandes cargas, ou de armadura simples, para combate a retração. Suas espessuras são menores que as do concreto simples, e o índice de juntas também é menor, pois as armaduras possibilitam a execução de placas de maiores dimensões. Novos materiais e novas técnicas e tecnologias passaram a ser utilizados na execução de pisos de concreto armado, como por exemplo a utilização de telas soldadas, fibras de aço e fibras sintéticas, que proporcionaram a execução de pisos de maior qualidade, com menor espessura, maior tamanho das placas de concreto, maior resistência e durabilidade.
Neste contexto, surge o conceito de pisos concreto armado que diz respeito a elementos estruturais que têm como objetivo resistir e distribuir ao subleito esforços verticais provenientes dos carregamentos através da utilização de reforço de aço. Torna-se então um elemento de grande importância para a logística de operação das empresas, aplicado em indústrias, armazéns, supermercados, estacionamentos, entre outras edificações de grandes vãos.
Este modelos de piso é compostos por placas de concreto, armadura em telas soldadas posicionada a 1/3 da face superior, unidos por juntas com barras de transferência, executados sobre uma sub-base geralmente de brita tratada com cimento e um solo de apoio. Podem ser de armadura dupla, para grandes cargas, ou de armadura simples, para combate a retração. Suas espessuras são menores que as do concreto simples, e o índice de juntas também é menor, pois as armaduras possibilitam a execução de placas de maiores dimensões. Novos materiais e novas técnicas e tecnologias passaram a ser utilizados na execução de pisos de concreto armado, como por exemplo a utilização de telas soldadas, fibras de aço e fibras sintéticas, que proporcionaram a execução de pisos de maior qualidade, com menor espessura, maior tamanho das placas de concreto, maior resistência e durabilidade.
2. TIPOS DE PISOS
2.1. DE ACORDO COM A ESCOLA
Européia: foca em pavimentos reforçados, empregando telas soldadas, fibras de alto módulo ou protensão, que acarretam em pavimentos esbeltos e placas de grandes dimensões.
Americana: trabalha essencialmente com concreto simples, produzindo estruturas de elevada rigidez e placas de pequenas dimensões.
2.2. DE ACORDO COM O REFORÇO ESTRUTURAL
Atualmente em nosso país várias opções para os pavimentos industriais e, com o aumento da especialização dos profissionais das áreas de projeto e execução, o Brasil tornou-se um dos líderes no dimensionamento de pavimentos.
Pisos com armadura distribuída: é o mais popular dos pavimentos industriais, constituído por uma estrutura em que a armadura, geralmente uma tela soldada, é posicionada no terço superior da placa de concreto, conforme mostra a figura 1.
Pavimento estruturalmente armado: A conceituação formal do pavimento estruturalmente armado em nosso país tem menos de 10 anos, enquanto, por exemplo, na Europa, é empregado há mais de 50 anos. Esse tipo de pavimento possui uma armadura positiva posicionada na parte inferior da placa de concreto, destinada a absorver os esforços criados pelos carregamentos (figura 2).
Reforço com fibras: A partir de 1990 o Brasil passou a contar com fibras de aço adequadas à execução dos pavimentos industriais. Essas fibras substituem a utilização da armadura propriamente dita por fibras estruturais metálicas (aço) ou sintéticas (macrofibras). Além das fibras metálicas e sintéticas, temos disponíveis hoje outros tipos de fibras de alto módulo, como a de vidro e a plástica (figura 3).
2.3 DE ACORDO COM O TIPO DE FUNDAÇÃO
Fundação direta: corresponde à maioria dos pisos industriais, e são aqueles que se apóiam diretamente sobre o terreno (subleito), havendo ou não o emprego de sub-bases, embora sejam sempre recomendadas. A taxa admissível do terreno de fundação é compatível com as cargas previstas no piso. Para cargas pontuais e móveis, a estrutura do piso é capaz de transmitir ao solo uma tensão geralmente inferior a 50 kPa, mas para cargas uniformemente distribuídas a capacidade de redistribuição dos esforços é pequena.
Fundação profunda: são os pisos executados sobre terrenos sem capacidade de suporte compatível com as cargas solicitantes. Neste caso, algumas soluções são as lajes apoiadas em vigas, armadas em duas direções e em um direção, ou as lajes planas, sem vigas, também chamadas de lajes cogumelo.
Européia: foca em pavimentos reforçados, empregando telas soldadas, fibras de alto módulo ou protensão, que acarretam em pavimentos esbeltos e placas de grandes dimensões.
Americana: trabalha essencialmente com concreto simples, produzindo estruturas de elevada rigidez e placas de pequenas dimensões.
2.2. DE ACORDO COM O REFORÇO ESTRUTURAL
Atualmente em nosso país várias opções para os pavimentos industriais e, com o aumento da especialização dos profissionais das áreas de projeto e execução, o Brasil tornou-se um dos líderes no dimensionamento de pavimentos.
Pisos com armadura distribuída: é o mais popular dos pavimentos industriais, constituído por uma estrutura em que a armadura, geralmente uma tela soldada, é posicionada no terço superior da placa de concreto, conforme mostra a figura 1.
Figura 1: Piso com armadura distribuída.
Pavimento estruturalmente armado: A conceituação formal do pavimento estruturalmente armado em nosso país tem menos de 10 anos, enquanto, por exemplo, na Europa, é empregado há mais de 50 anos. Esse tipo de pavimento possui uma armadura positiva posicionada na parte inferior da placa de concreto, destinada a absorver os esforços criados pelos carregamentos (figura 2).
Figura 2: Piso estruturalmente armado.
Reforço com fibras: A partir de 1990 o Brasil passou a contar com fibras de aço adequadas à execução dos pavimentos industriais. Essas fibras substituem a utilização da armadura propriamente dita por fibras estruturais metálicas (aço) ou sintéticas (macrofibras). Além das fibras metálicas e sintéticas, temos disponíveis hoje outros tipos de fibras de alto módulo, como a de vidro e a plástica (figura 3).
Figura 3: Piso com fibras.
Piso protendido: Esse tipo de pavimento foi impulsionado recentemente pela chegada da cordoalha engraxada, e tem como grande atrativo a possibilidade de execução de pisos praticamente sem juntas. O piso protendido é utilizado na área aeroportuária e tem como um dos mais ilustres exemplos o aeroporto Tom Jobim no Rio de Janeiro, construído há cerca de 30 anos (figura 4).
Figura 4: Piso protendido.
2.3 DE ACORDO COM O TIPO DE FUNDAÇÃO
Fundação direta: corresponde à maioria dos pisos industriais, e são aqueles que se apóiam diretamente sobre o terreno (subleito), havendo ou não o emprego de sub-bases, embora sejam sempre recomendadas. A taxa admissível do terreno de fundação é compatível com as cargas previstas no piso. Para cargas pontuais e móveis, a estrutura do piso é capaz de transmitir ao solo uma tensão geralmente inferior a 50 kPa, mas para cargas uniformemente distribuídas a capacidade de redistribuição dos esforços é pequena.
Fundação profunda: são os pisos executados sobre terrenos sem capacidade de suporte compatível com as cargas solicitantes. Neste caso, algumas soluções são as lajes apoiadas em vigas, armadas em duas direções e em um direção, ou as lajes planas, sem vigas, também chamadas de lajes cogumelo.
3. MATERIAIS BÁSICOS
3.1 CIMENTO
Sua escolha não deve basear-se exclusivamente na sua resistência mecânica, mas também na sua trabalhabilidade, que depende dos métodos de mistura, lançamento, adensamento e principalmente de acabamento do concreto, e a durabilidade, que será fortemente influenciada pela retração hidráulica, exsudação e resistência ao desgaste.
Quanto ao consumo de cimento, ele deve ser suficiente para permitir um bom acabamento superficial, mas quando empregado em excesso acaba contribuindo para o aumento da retração.
Os cimentos com adições têm pontos negativos e positivos. Negativamente observa-se os elevados tempos de pega desfavorecendo o acabamento, e o longo intervalo que a exsudação pode ocorrer, aumentando o risco de fissuras plásticas, que acontecem na fase inicial do endurecimento do concreto, que ainda se encontra no estada plástico. Como ponto positivo destaca-se o melhor desempenho em relação aos ataques químicos, principalmente os cimentos de escória de alto-forno, que têm maior resistência à tração na flexão para um mesmo nível de resistência à compressão.
3.2 AGREGADOS
Os agregados representam cerca de 70% da composição do concreto, o que indica a sua importância. O emprego dos agregados na produção do concreto pode ser resumido em três motivos básicos:
· Redução dos custos, visto que esses materiais são mais baratos que o cimento portland;
· Aumento da capacidade estrutural e do módulo de elasticidade do concreto;
· Controle das variações volumétricas, principalmente as decorrentes da retração hidráulica do cimento.
Sob o ponto de vista de granulometria, os agregados são classificados em miúdos, caso das areias, e graúdos, que são os de dimensão maior que 4,8mm.
Agregado miúdo: tem forte influência na trabalhabilidade do concreto, sendo que no caso de material mais fino, há mais facilidade nas operações de acabamento e controle da exsudação do concreto, mas a demanda de água será maior, implicando em um aumento da retração hidráulica. Com o uso de areias mais grossas, a mistura se tornará mais áspera, dificultando o acabamento, a trabalhabilidade será menor e a exsudação do concreto será favorecida.
Agregado graúdo: os agregados graúdos têm influência nas propriedades do concreto endurecido, como a resistência mecânica, módulo de deformação e a retração hidráulica. Seu papel na retração é simplesmente porque ele praticamente não se retrai, e quando à argamassa causa uma redução nas variações volumétricas devido a diminuição do volume relativo de material disponível para retração, e sua incorporação à massa, o que ocasiona um confinamento.
3.3 FIBRA SINTÉTICA
As fibras sintéticas ou fibras plásticas são empregadas no combate ou redução das fissuras de retração plástica, e sua eficiência depende de diversos fatores, como a sua relação l/d, comprimento, módulo de elasticidade, dosagem e até mesmo as características do próprio concreto.
3.4 SELANTES E MATERIAIS DE PREENCHIMENTO DE JUNTAS
Com o surgimento das empilhadeiras de rodas rígidas a alteração nas juntas se fez necessária, pois o pequeno diâmetro delas passou a causar esforços elevados nas bordas da junta, ocasionando o desenvolvimento de materiais específicos para o seu preenchimento. Com isso, passamos a ter duas categorias de materiais: os selantes e os materiais de preenchimento.
Selantes: são materiais de natureza plástica, utilizados na vedação das juntas do pavimento, permitindo a sua impermeabilização. Eles impedem a entrada de partículas incompressíveis na junta, que são extremamente nocivas ao desempenho do pavimento. Podem ser divididos em duas categorias:
· Pré-moldados – tem sua forma previamente definida no processo industrial, e são posteriormente fixados às juntas através de adesivos. Esses selantes são fabricados em borracha sintética, como o neoprene, com a forma geométrica dependendo de cada uso, no entanto, não são recomendados para uso em juntas de pisos com tráfego de equipamento de rodas rígidas. São bastante utilizados em pavimentos rodoviários, pois apresentam durabilidade superior aos selantes moldados in loco.
· Moldados no local – são vazados no local, onde as paredes da junta serão a própria fôrma do selante. Podem ser de dois tipos: os vazados a quente, que são produzidos à base de asfalto alcatrão ou misturas de borracha moída. Seu custo é baixo, mas não é recomendado para uso em pisos, por causa da sua aparência e da baixa resistência química. E os selantes moldados a frio, que são fabricados à base de poliuretano, silicone ou polisulfeto, que, após a cura, formam um elastômero estável e de resistência química e mecânica apropriada ao piso. Vêm ocupando parcela expressiva na selagem de juntas devido a sua facilidade de aplicação, dureza mais elevada, alta capacidade de alongamento em serviço e maior durabilidade.
· Materiais de preenchimento de juntas – são materiais bicomponentes à base de resinas epoxídicas ou poli-uréias, que devem ser empregados no caso de tráfego de empilhadeiras de rodas rígidas, pois os selantes tradicionais não protegem adequadamente as bordas das juntas por serem facilmente deformáveis. Em função de possuir baixa mobilidade, pode provocar o deslocamento da junta, permitindo a entrada de pequenas partículas, por isso, só devem ser empregados em áreas limpas.
3.5 BARRA DA TRANSFERÊNCIA
São dispositivos mecânicos empregados para transferir cargas entre placas separadas por juntas e são formadas geralmente por barras de aço de seção circular ou quadrada, embora existam alguns modelos constituídos por placas planas, mas que não são empregados no Brasil.
A eficiência da junta depende do trabalho em conjunto com o concreto, que é o elo fraco do conjunto, sendo assim, a resistência mecânica do aço acaba tendo efeito secundário.
A superfície da barra deve ser lisa, permitindo o seu deslizamento no concreto, e como não há aderência entre os dois materiais, na parte engraxada da barra, é aconselhável a sua pintura para controlar o efeito de corrosão.
· Pré-moldados – tem sua forma previamente definida no processo industrial, e são posteriormente fixados às juntas através de adesivos. Esses selantes são fabricados em borracha sintética, como o neoprene, com a forma geométrica dependendo de cada uso, no entanto, não são recomendados para uso em juntas de pisos com tráfego de equipamento de rodas rígidas. São bastante utilizados em pavimentos rodoviários, pois apresentam durabilidade superior aos selantes moldados in loco.
· Moldados no local – são vazados no local, onde as paredes da junta serão a própria fôrma do selante. Podem ser de dois tipos: os vazados a quente, que são produzidos à base de asfalto alcatrão ou misturas de borracha moída. Seu custo é baixo, mas não é recomendado para uso em pisos, por causa da sua aparência e da baixa resistência química. E os selantes moldados a frio, que são fabricados à base de poliuretano, silicone ou polisulfeto, que, após a cura, formam um elastômero estável e de resistência química e mecânica apropriada ao piso. Vêm ocupando parcela expressiva na selagem de juntas devido a sua facilidade de aplicação, dureza mais elevada, alta capacidade de alongamento em serviço e maior durabilidade.
· Materiais de preenchimento de juntas – são materiais bicomponentes à base de resinas epoxídicas ou poli-uréias, que devem ser empregados no caso de tráfego de empilhadeiras de rodas rígidas, pois os selantes tradicionais não protegem adequadamente as bordas das juntas por serem facilmente deformáveis. Em função de possuir baixa mobilidade, pode provocar o deslocamento da junta, permitindo a entrada de pequenas partículas, por isso, só devem ser empregados em áreas limpas.
3.5 BARRA DA TRANSFERÊNCIA
São dispositivos mecânicos empregados para transferir cargas entre placas separadas por juntas e são formadas geralmente por barras de aço de seção circular ou quadrada, embora existam alguns modelos constituídos por placas planas, mas que não são empregados no Brasil.
A eficiência da junta depende do trabalho em conjunto com o concreto, que é o elo fraco do conjunto, sendo assim, a resistência mecânica do aço acaba tendo efeito secundário.
A superfície da barra deve ser lisa, permitindo o seu deslizamento no concreto, e como não há aderência entre os dois materiais, na parte engraxada da barra, é aconselhável a sua pintura para controlar o efeito de corrosão.
Figura 4: Barra de aderência.
3.6 DISTANCIADORES
O posicionamento correto de todas as armaduras é fundamental para o bom funcionamento da estrutura e controle de possíveis patologias em potencial. Ao se definir a altura de um distanciador, deve-se levar sempre em conta o diâmetro das barras de transferência e dos fios das telas soldadas a serem posicionados.
Para a escolha do tipo de distanciador plástico, deve-se levar em consideração o tipo de apoio (brita, brita graduada, solo, concreto), o diâmetro do fio da tela soldada e o cobrimento especificado.
3.7 TELA SOLDADA
Barras: são produtos de diâmetro nominal maior do que 5 mm, obtidos exclusivamente pelo processo de laminação a quente, podendo ser classificados como CA-25 ou CA-50.
Fios: possuem diâmetro nominal inferior a 10 mm, obtidos por processo de trefilação, classificados como CA-60.
3.8 LÍQUIDO ENDURECEDOR DE SUPERFÍCIE
Os líquidos para tratamento superficial surgiram a partir da necessidade de solucionar problemas devido ao desgaste do piso caracterizado pelo desprendimento de pó. Esses produtos são à base de silicatos de sódio ou flúor silicatos de magnésio, que penetram no concreto reagindo com o hidróxido de sódio, formando assim o silicato de sódio ou magnésio, que irá reduzir a porosidade e consequentemente aumentar a resistência superficial do concreto.
3.9 ADITIVOS
Os aditivos são substâncias adicionadas ao concreto, na fase de preparo (imediatamente antes ou durante o amassamento) com finalidade de alterar as características e propriedades
mecânicas do concreto e em função de necessidades, tais como; redução deretração, redução da permeabilidade, aumento da durabilidade, diminuição do calor de hidratação, retardamento ou aceleração da pega, aumento da compacidade (acréscimo de resistência aos esforços mecânicos) entre outros aspectos.
Para a utilização de aditivos é importante considerar sua interferência na execução do piso, assim como sua compatibilidade com o cimento ou entre os aditivos.
Podemos classificar os aditivos principais como:
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Aditivos
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Propriedades
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Retardadores
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Retarda
o tempo de pega conforme a dosagem, prolongando assim a dissipação do calor
de hidratação ao longo do tempo, impedindo a perda rápida da água do concreto
lançado, devido à elevação da temperatura.
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Aceleradores
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Acelera
a evolução da resistência inicial do concreto e da pega da pasta de cimento
durante o endurecimento.
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Plastificantes
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Redução da relação a/c, mantendo a
trabalhabilidade desejada ou, como alternativa, aumenta a trabalhabilidade
com uma mesma relação a/c, reduzindo a permeabilidade do concreto.
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Superplastificantes
(ou
redutores de água)
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Proporciona a obtenção de concretos
auto-adensáveis e com alta fluidez, e pode reduzir em até 25% a água de
amassamento, resultando em maiores resistências e menor permeabilidade de
concretos.
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Impermeabilizantes
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É indicado para a impermeabilização de
subsolos, cortinas, poços de elevadores, muros de arrimo, reservatórios,
estruturas sujeitas à infiltração do lençol freático, etc.
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Incorporadores de ar
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Incorpora aos concretos minúsculas
bolhas esféricas de ar, uniformemente distribuídas, permitindo a redução da
água de amassamento, melhorando a qualidade do concreto, reduzindo a
Segregação e aumentando a trabalhabilidade.
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Expansores
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Provoca uma ligeira expansão ainda no
estado fresco durante a pega (3 a 8% do volume dependendo do produto e da
marca), aumentando a aderência e a impermeabilidade.
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