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Pisos industriais de concreto

23/Setembro/2004
Projetos executados no Brasil ganham prêmios e destaque em simpósios
internacionais, como o do American Concrete Institute


Cada pavimento industrial tem personalidade própria. Essa frase de Márcio Rocha Pitta, engenheiro líder do núcleo de especialistas em pavimentação da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), sintetiza a complexidade dos projetos e execução dos pisos industriais. As possibilidades e as variáveis que determinam um projeto são tantas que as soluções adotadas para uma obra podem não ser ideais para outra, por mais parecidas que sejam as características.

Por isso, segundo o engenheiro Paulo Bina, diretor da Monobeton Soluções Tecnológicas, o piso industrial deve ser pensado como um sistema, que envolve estudo dos materiais, formas de acabamento, índices de planicidade e nivelamento desejados, manutenção, custos e usos.

É a interação de todos esse itens que define a vida útil de um pavimento industrial ? tempo em que se mantém em condições de uso como foi concebido, executadas as manutenções previstas.

A durabilidade, também não se pode esquecer, depende do uso correto do piso. Como exemplos, temos dois extremos: o piso de uma base de lançamento de um foguete, que tem durabilidade de apenas um lançamento, e o piso de uma área de máquinas de uma hidrelétrica, que pode durar até 100 anos. Dessa forma, no projeto de um pavimento industrial, todas as opções devem se consideradas. É o usuário quem deve estimar o valor do piso e o quanto deve ser investido nele.

Porém, num segmento com avanços tecnológicos sucessivos e novos materiais à disposição dos projetistas, ainda é preciso enfrentar a falta de cultura de exigência de projetos com bases realmente técnicas.

Hoje, no mercado, segundo o engenheiro Wagner Gasparetto, da LPE Engenharia e Consultoria, apenas 30% a 40% das obras têm projetos feitos por especialistas na área ? principalmente sob a luz da NBR 6118/2003, norma para estruturas de concreto que entrou em vigor recentemente.

Apesar disso, os profissionais de empresas especializados na área de piso atingiram um alto grau de competência técnica, fazendo do Brasil um dos países mais capacitados na execução de pavimentos.

Tipos de pavimentos
Com o uso de todo o potencial disponível dos vários materiais de reforço, hoje já são produzidos diversos tipos de pavimentos, cada um com suas vantagens.

Os pavimentos de concreto simples possuem geralmente placas de dimensões modestas, de espessuras significativas (para que a tensão gerada pelo momento fletor atuante não ultrapasse a tensão de tração na flexão do concreto), que atribuem ao concreto toda a capacidade de resistência às tensões oriundas do carregamento.

Variante desse tipo, o pavimento de concreto simples com barras de transferência e juntas transversais de retração suportam e transferem melhor as cargas dinâmicas, dividindo até 50% do peso em movimento entre duas placas. As barras de aço (de transferência) ficam distantes entre si 25 a 30 cm. São lisas e pintadas ou engraxadas até a metade, para proporcionar o deslizamento das placas. As juntas transversais têm a função de evitar trincas que possam ocorrer pela retração do concreto e posteriores danos causados pela passagem de cargas móveis. As dimensões das placas desse tipo de pavimento não ultrapassam 6 m.

A protensão do pavimento de concreto é feita no sentido longitudinal
e transversal, com cordoalhas engraxadas


Ultrapassando os limites
Para se executar placas de maiores dimensões, a armadura de aço tem papel central, pois combate as tensões originárias da retração do concreto, como já foi mencionado, e evita que as trincas cheguem à superfície. Mas para isso devem ser posicionadas na parte superior do pavimento com o uso de distanciadores. São viabilizadas, assim, placas de até 15 m de comprimento.

Além da armadura de retração situada na parte superior, a placa pode também ter armadura na parte inferior, para trabalhar em conjunto com o concreto e aumentar a resistência à tração na flexão do conjunto. Ou seja, absorve os esforços gerados pelos carregamentos. Esse sistema de armadura permite uma pequena redução na espessura das placas e, com isso, reduz os custos com concreto. Em tese, o conjunto de armaduras pode compor placas da ordem de 30 m de comprimento ou pisos jointless (sem juntas).

Outra variação dos pavimentos armados, o pavimento protendido tem uso ainda pouco difundido, limitando-se quase totalmente a obras de centros de distribuição e pavimentos com poucas interferências. A protensão é feita no sentido longitudinal e transversal com cordoalhas engraxadas, para garantir maior resistência e permitir a execução de grandes panos sem juntas.

Segundo Gasparetto, essa solução é menos adotada em função da grande resistência dos especificadores por questões culturais e mercadológicas.

Pavimentos sem juntas e uso de fibras
Para o reforço estrutural dos pisos pode-se combinar o uso de telas e fibras metálicas ou cordoalhas e fibras metálicas. Outro tipo de fibra, a sintética, tem uso para inibir a retração do concreto nas primeiras idades (ver boxe).

Tanto as fibras metálicas como as fibras sintéticas têm contribuído para viabilizar não apenas a execução de pisos com placas de grandes dimensões como também pisos sem juntas, os chamados jointless.

Os pisos sem juntas geralmente são especificados quando o local exige assepsia rigorosa, há dificuldade de manutenção futura, sofre a ação de agentes agressivos ou quando a planicidade é determinante para a movimentação de grandes cargas e os equipamentos de transporte não podem oscilar, o que levaria à queda dos produtos.

Nos centros de distribuição ou de estocagem, por exemplo, utilizam-se empilhadeiras, o que requer uma superfície bastante plana. Em caso de existência de juntas e uso de empilhadeiras de rodas rígidas, o cuidado deve ser redobrado, pois pode ocorrer o esborcinamento (quebra das bordas da junta).

O concreto
Para efeito de especificação, os projetistas fazem questão de deixar claras as diferenças do concreto de alto desempenho e do concreto de alta resistência. "O concreto é considerado de alto desempenho quando possui todas as características que a obra exige, como, por exemplo, maior resistência às cargas, à abrasão, compressão, capacidade de retenção de água e retração", explica o engenheiro Eduardo Guida Tartuce, da MixDesgin ? Tartuce Engenheiros Associados. "Mas essa especificação depende do conhecimento e experiência do projetista, resultando em uma maior durabilidade do piso."

Adota-se como parâmetro para os pisos industriais uma resistência característica de tração à flexão da ordem de 4 a 5,5 MPa (ensaio realizado aos 28 dias). Pavimentos de rolagem (estradas, aeroportos, avenidas, entre outros) exigem resistência à flexão um pouco maior, da ordem de 5,5 a 6 MPa.

Para pavimentos duplamente armados, o parâmetro de controle deve ser a resistência à compressão, o que beneficia regiões com dificuldades para obtenção de concretos com elevada resistência de tração à flexão, como Manaus, por exemplo.


Execução minuciosa
A vida útil desejada para o pavimento é a primeira das variáveis consideradas pelo projetista. O uso, o tipo de carga movimentada no local, a distribuição de cargas pontuais e dinâmicas e a eventual ação de agentes químicos e mecânicos definem o restante da especificação. A planicidade e o nivelamento são quase que analisados à parte, devido às dificuldades extras tanto no projeto como na execução para se atingir altos índices nesse quesito. Quanto mais elevado o F-number, mais plano ou mais nivelado é o pavimento.

As primeiras determinações de projeto são dadas após a caracterização de sondagem do subleito pelo índice de suporte Califórnia (CBR), como espessura, grau de compactação, expansibilidade, colapsabilidade e coeficiente de recalque.

A sub-base merece cuidados especiais, pois é responsável pela uniformidade de distribuição das tensões, além de promover a drenagem subsuperficial do piso. "Quanto melhor a sub-base e o solo, mais fina a camada de concreto ou menor a quantidade de aço no pavimento", explica Bina. Apesar de poder serem usados diversos materiais, a grande maioria dos pisos são feitos com sub-base de brita graduada.

Ponto de alta vulnerabilidade dos projetos, a especificação e controle dos materiais para execução de pisos requer até um planejamento. "A correção de um erro grave pode proporcionar um gasto até dez vezes maior do que o custo inicial do piso", alerta Tartuce. Tolerâncias no dimensionamento do piso, quantidades de materiais como cimento, fibras, aditivos e controle executivo são fundamentais para o sucesso do projeto. "Esses procedimentos devem estar previamente definidos no memorial técnico de execução, procedimentos de recebimento, liberação de material e auditoria da qualidade", recomenda Gasparetto.

Manutenção
Pensada desde o projeto inicial, a manutenção dos pavimentos industriais está intimamente ligada ao tipo de utilização do piso e ao material com o qual foi executado. Porém, uma vez tendo sido utilizado da forma para a qual foi concebido, apenas alguns itens precisam ser levados em consideração para uma manutenção preventiva do piso.

As recomendações básicas, em geral, são as mesmas: a limpeza deve ser feita com produtos de pH neutro, para não aumentar a porosidade, os pontos de infiltração no solo devem ser freqüentemente checados, as cargas toleradas devem ser aquelas previstas no projeto e as juntas devem ser limpas e novamente seladas sempre que houver necessidade.

Acabamentos e revestimentos
O acabamento dos pisos de concreto pode ser de três tipos: o liso espelhado ? geralmente utilizado em áreas internas ?, o vassourado (com ranhuras) e o camurçado ? antiderrapantes, indicados para áreas externas. Quando há necessidade de maior resistência à abrasão, podem ser utilizados endurecedores de superfície (químicos, minerais ou metálicos), adicionados ao concreto durante a execução do pavimento, um processo chamado salgamento.

Por isso, já no projeto, devem ser considerados os tipos de agressões mecânicas e químicas, para que se possa especificar o tipo de endurecedor e de revestimento adequado.

Revestimentos são indicados para valorizar o ambiente ou para aumentar a assepsia local. Os materiais de acabamento devem ser aplicados somente depois do lixamento ou fresagem da base, para melhorar a aderência.

Pode-se especificar desde uma simples camada de argamassa de alta resistência até placas de aço, material vinílico, pinturas e compostos acrílicos, epóxi, poliéster, poliuretano, éster-vinílico, entre outros.
Esses produtos atuam como protetores do piso contra agressões químicas e mecânicas, além de facilitarem a limpeza.



F-Number System

O F-Number System é o padrão utilizado pelo American Concrete Institute e pela Canadian Standards Association para especificação e medição de planicidade e nivelamento do piso de concreto.

O método foi idealizado pela empresa Face Construction Technologies Inc.
São dois índices que compõem o F-Number: FF (flatness), para planicidade ? que diz respeito à ondulação do piso ?, e FL (levelness), para nivelamento ? que diz respeito à inclinação do piso em relação ao plano horizontal. "O FF condiciona a vibração do equipamento quando ele transita, enquanto o FL está ligado às alturas de empilhamento", explica Públio Penna Firme Rodrigues, da LPE Engenharia e Consultoria.

Quanto mais sofisticados forem os equipamentos de movimentação de carga e quanto mais altos os porta-paletes (sistema de estocagem), maiores terão que ser os índices de planicidade e nivelamento, para evitar desgastes do equipamento, perda de produtividade e desconforto ao operador. Ou seja, quanto mais alto o F-Number, melhores são as características do piso. Para se conseguir isso, é preciso ter cuidado com o processo executivo do pavimento e qualidade dos equipamentos.



Prêmio brasileiro

A Plano Tecnologia a Laser em Pisos Industriais foi a primeira empresa nacional a participar da tradicional premiação do Golden Trowel ? realizada em fevereiro de 2004, na feira World of Concrete, Flórida, Estados Unidos ? e sair vencedora na empreitada.

A Plano foi premiada na categoria laser Screed S-240, marca Somero, pela execução de 16 mil m2 de piso industrial na nova unidade da Fábrica Antilhas, em Santana do Parnaíba (SP), que atingiu FF 79.9 e FL 49.1 ? ainda que o projeto elaborado pela Mix Design especificasse FF 60 e FL 40, planicidade essa já considerada difícil de ser obtida. Essa premiação avalia a planicidade de obras que fizeram a utilização de equipamentos como laser screed ou régua treliçada e de piso para tráfego definido ou randômico. O piso foi executado com fibras de aço com concreto fck de 33 MPa para suportar o tráfego de empilhadeiras com capacidade de 7 t de carga.
A medição ficou a cargo da Interware.



Fibras tornam possíveis placas maiores


As fibras de aço vêm sendo empregadas em pavimentos industriais desde meados dos anos 90, assim como as fibras de polipropileno, que apareceram um pouco depois, e as de náilon, que surgiram no final da década.

Com a vantagem de reforçar o pavimento em toda a sua espessura ? ao contrário das telas metálicas, que reforçam em uma determinada posição e ainda podem ser deslocadas com o tráfego de carrinhos de mão e pessoal durante a concretagem ?, as fibras de aço podem substituir as armaduras convencionais com equivalência ou superioridade de desempenho em alguns aspectos, como a resistência à fadiga, ou mesmo quando se deseja reduzir a espessura de um pavimento concebido com concreto simples. Também proporcionam bordas protegidas, ou seja, com o uso de barras de transferência em todas as juntas.

Além disso, como as fibras são descontínuas e de pequenas dimensões, estão menos sujeitas a sofrerem o processo de corrosão e, mesmo que isso venha a ocorrer, não apresentam risco de provocar lascamentos no concreto, pois o volume expandido do material oxidado não é suficiente para rompê-lo. Por outro lado, exigem um maior controle de acabamento, de modo a evitar que fiquem muitas fibras expostas na superfície, as quais irão oxidar inexoravelmente, trazendo um prejuízo estético para o pavimento não revestido.

Já as fibras de base polimérica ? geralmente de polipropileno ou náilon ? servem, exclusivamente, para controle da exsudação e da fissuração que podem ocorrer no concreto ainda nos estágios iniciais de cura. Ou seja, controle da fissuração nas primeiras idades.

Outra vantagem do uso de fibras é que elas são misturadas diretamente no caminhão betoneira, eliminando a fase de instalação das armaduras, encurtando o período de execução da obra e garantindo um reforço homogêneo de todo o material. "Normalmente, espera-se uma maior durabilidade dos pavimentos reforçados com fibras, por controlarem a fissuração (no estado plástico para as poliméricas e em geral para as de aço) e reduzirem a exsudação, o que minimiza os canais de entrada dos agentes agressivos que poderão atacar o concreto", explica Antonio Domingues de Figueiredo, professor doutor do Departamento de Engenharia de Construção Civil da Poli-USP.



Patologias
Desgastes ou fissuras em pavimentos industriais ocorrem geralmente quando alguma etapa prevista no projeto ou execução é negligenciada. Um tratamento adequado a cada fase da obra pode evitar esse tipo de problema e aumentar a vida útil do piso. Veja alguns problemas e prováveis causas.

Grandes dimensões

Placas de grandes dimensões exigem, em primeiro lugar, um bom Dimensionamento do concreto (para uma menor tensão) e o posicionamento estritamente correto das armaduras, pois, quanto maiores as placas, menor a quantidade de juntas, o que gera uma maior probabilidade de fissuras de retração. Dessa forma, as estruturas protendidas permitem a utilização de placas com maiores dimensões, pois controlam com mais efetividade a retração do concreto. No Brasil, já foram produzidos pisos com placas de até 50 m x 50 m. Nos Estados Unidos, devido ao desenvolvimento de cimentos especiais não disponíveis aqui ainda, já se produziram placas com 50 m x 70 m e com mínima largura das juntas.
Recalque controlado

Indústria: Ambev
Especialização: bebidas
Localização: Rio de Janeiro
Ano: 2004
Área: 12 mil m2
Projeto: Mix Design ? Tartuce Engenheiros Associados
Execução: Plano Tecnologia Construção: Ciatec Construtora
Necessidades: ampliação do pátio de manobra do Centro de Distribuição. Como o piso era muito próximo do mar, a variação da maré gerou problemas de recalque. Devido ao intenso tráfego de caminhões, o uso de piso asfáltico ou intertravado não foi recomendado.
Solução: como o Rio de Janeiro tem clima muito quente, a cura foi bastante intensiva (úmida com manta de cura).
O traço de concreto atingiu resistência à tração na flexão de 4,5 MPa, com placas de 10 m x 10 m e 15 cm de espessura, 25 kg/m3 de fibra metálica e 300 g/m3 de fibra de náilon (para controle da retração).

Cargas elevadas

Indústria: Kepler Weber
Especialização: silos metálicos para armazenagem de grãos
Localização: Campo Grande
Ano: 2004
Área: 126.000 m2 (interno e externo)
Projeto: LPE Engenharia e Consultoria
Execução: Planar
Necessidades: piso de concreto para operação industrial e depósito de matéria-prima e produto acabado, com elevado carregamento.
Sub-base: solo-cal devido às características do solo local e baixa oferta de materiais granulares ? redução do custo.
Piso: foram estudadas alternativas de piso reforçado com fibras metálicas
e piso de concreto armado, tendo sido escolhida a última solução por questões técnicas. O piso está sendo utilizado também como base dos diversos equipamentos de cargas diversas. Optou-se por manter a espessura do piso variando-se o tipo de tela soldada.

Indústria: Tramontina
Especialização: centro de distribuição
Localização: Barueri (SP)
Ano: 2004
Área: dois andares, cada um com 9.000 m2
Projeto: Monobeton
Execução: Plano Tecnologia
Construtora: Moura Schwark
Necessidades: ampliação do centro de distribuição com capacidade de carga elevada, com mais de 10 tf/m2, porta-paletes de 6 tf/apoio e empilhadeiras
de 5 tf no eixo dianteiro.
Solução: o solo do local é de baixa capacidade de suporte, que tipicamente seria estaqueado. Por decisão conjunta, porém, optou-se por camada de geogrelha sobre o solo compactado ? a geogrelha distribui as tensões para uma área maior de influência e absorve a componente horizontal das tensões entre as camadas em que está inserida ? e camada de reforço com solo estabilizado quimicamente, para equilíbrio dos carregamentos e das deformações.
Tipo: concreto com resistência característica na tração à flexão de 4,5 MPa, com o controle intenso de fissuração com uso de tela de aço superior e fibras de vidro e tela estrutural inferior e de controle de empenamento.



Texto original de Maria Luiza Mattos - Fotos Marcelo Scandaroli
Téchne 89 - agosto de 2004