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aldomattos#02.2007

Boas Vibrações para a sua Obra

Aldo Dórea Mattos, Engenheiro civil, Mestre, Advogado, Consultor em gerenciamento de obras, Sócio-diretor da Dórea Mattos Projetos e Construções Ltda., aldo@doreamattos.com.br

Resumo: A vibração do concreto talvez seja a etapa mais importante da concretagem. Se malfeita, pode representar o surgimento futuro de trincas, a exposição precoce de armaduras e até o comprometimento da peça. Saiba como escolher um vibrador de imersão e acompanhe as dicas para melhorar a vibração do concreto na sua obra.

Embora na grande maioria das obras os vibradores de imersão (ou vibradores internos) sejam considerados uma ferramenta ordinária de trabalho, cuja seleção não exige muita consideração por parte de engenheiros e encarregados, uma escolha acertada pode significar maior praticidade para os operários, maior economia para o construtor e melhor qualidade do produto final, que é o concreto endurecido.

Um vibrador de imersão é composto de três partes distintas: a fonte de energia (pneumática, motor elétrico ou a gasolina), a agulha vibrante e a mangueira. A seleção entre os diversos tipos de equipamento existentes no mercado – tamanho, freqüência, amplitude – fica mais simples se for entendido como funciona o vibrador.

A finalidade

Quando uma massa de concreto é lançada no local de aplicação, pode-se notar sem dificuldade a grande heterogeneidade da massa: os agregados ficam “soltos” e a quantidade de vazios é muito alta (Figura 1). Se o concreto endurecer dessa forma, terá alta porosidade, propriedades físicas duvidosas, não preencherá convenientemente o espaço entre as fôrmas, e não aderirá de forma eficiente à armadura, além de ficar esteticamente deselegante. O método preferível de adensamento (ou compactação) é a vibração interna. Sua vantagem está no fato de que o vibrador age imerso no concreto fresco, maximizando a transferência dos impulsos de vibração. Além disso, ele pode ser aplicado em diversos pontos da massa, otimizando a saída do ar e reduzindo os vazios existentes. Durante a vibração, primeiro a argamassa desloca-se para os vazios entre os grãos de agregado graúdo. Só depois é que o ar aprisionado na argamassa começa a ser eliminado. Nessa segunda fase, não se percebe grande movimentação do concreto, mas é justamente aí que a maior parte do adensamento acontece. Quando o vibrador é imerso na massa, o concreto próximo a ele tende a agir como um líquido viscoso. Assim sendo, o atrito entre os agregados fica reduzido, permitindo o deslocamento das partículas. À distância até onde o efeito do vibrador se faz sentir dá-se o nome de raio de vibração (Figura 2).

Freqüência e amplitude

A ação de um vibrador é conseguida pela rotação de um excêntrico localizado no interior da agulha (ou cabeça) (Figura3). A eficiência da operação cresce com a razão entre o peso do excêntrico e o peso total do vibrador. A freqüência do vibrador, normalmente dada em rotações por minuto (rpm) ou vibrações por minuto (vpm), é o número de ciclos do excêntrico na unidade de tempo. Encontram-se vibradores comerciais na faixa de trabalho de 8.000 a 12.000 vpm. A amplitude é o deslocamento do vibrador em relação ao ponto de origem, ou seja, a distância que o vibrador atinge em relação ao seu ponto de repouso. A amplitude é geralmente dada em centímetros e varia entre 0,04 cm e 0,20 cm. Um vibrador de alta freqüência normalmente tem amplitude reduzida, porque a agulha gastaria muito tempo para atingir um deslocamento grande (como é possível nos vibradores de mais baixa freqüência).

Quando o vibrador está imerso, o movimento rotatório da agulha age sobre o concreto fresco. A amplitude define a intensidade de cada golpe, enquanto que a freqüência indica a quantidade de golpes recebidos pela massa. A amplitude afeta mais o movimento do agregado graúdo. O efeito da freqüência é mais sentido na pasta. A conseqüência disto é que traços de concreto mais plásticos, isto é, aqueles com teores de argamassa elevados, devem ser preferencialmente adensados com vibradores de alta freqüência. Raciocínio análogo mostra que misturas mais ásperas e secas devem ser vibradas em baixas freqüências e altas amplitudes. A Tabela 1 mostra a faixa de aplicação dos vibradores de imersão.

ArtigoConstrucao1 - Wiki do Calculistas-BA

O raio de ação também depende da trabalhabilidade da mistura. Um mesmo vibrador apresenta raios maiores para misturas mais plásticas, pois o efeito da vibração da agulha se propaga melhor em um meio mais fluido. Reconhece-se na indústria da construção civil que quanto maior a freqüência do vibrador maiores os gastos com manutenção e menor a vida útil.

Vibrador de motor externo

Na maioria dos vibradores, a unidade de força localiza-se fora da agulha. A geração do movimento do excêntrico vem do motor através da mangueira flexível. Os vibradores de motor externo são normalmente mais baratos e versáteis, além de serem encontrados em mais modelos comerciais (formato da agulha, diâmetro da mangueira, tipo de motor) (Tabela 2). Os vibradores de motor elétrico, monofásico ou trifásico, são os mais leves e permitem a operação de adensamento do concreto com apenas um homem. Os motores a gasolina requerem um tanque para o combustível. Se o peso for relativamente alto para o operário, pode-se empregar um ajudante, que ficará encarregado de segurar o motor, agir nos controles. Nos vibradores pneumáticos, o ajudante também tem como função deslocar o compressor de ar à medida que a vibração do concreto vai mudando de lugar.

A utilização de agulhas muito grandes para a capacidade do motor é um problema comum nas obras. Isso acontece quando se dispõe de vários vibradores e os operários trocam as agulhas arbitrariamente. Outro problema é a perda de carga em vibradores elétricos. Em boa parte das vezes isso se dá porque a mangueira é muito longa ou o concreto muito pouco trabalhável (abatimento alto).

Vibrador de motor interno

Nestes vibradores, o motor fica localizado na própria agulha. A mangueira então não auxilia o giro do excêntrico, apenas encobre um fio queliga o motor à fonte de energia (compressor ou ponto de eletricidade). Por ser mais flexível do que nos vibradores de motor externo, a mangueira tem uma tendência maior a ficar enganchada em peças com armadura densa. A manutenção é mais barata porque o motor fica totalmente recoberto e não sofre tanta contaminação com poeira e concreto.

O manuseio correto

A agulha do vibrador deve estar completamente imersa durante a vibração, em posição vertical (a agulha só deve ser colocada inclinada ou na horizontal no caso extremo de a laje ser muito pouco espessa). A distância entre pontos de inserção consecutivos deve ser em torno de 1,25 vez o raio de ação do vibrador, a fim de que haja superposição entre as áreas vibradas (Figura 4). Os operários devem ser capazes de identificar visualmente o raio de ação (pode-se também determinar o raio cravando-se uma barra de aço no concreto fresco e medindo-se sua vibração para diferentes distâncias do vibrador).

Para peças esbeltas como pilares, vigas e paredes, o vibrador deve ser grande o suficiente para que sua área de influência ultrapasse o espaçamento entre as fôrmas. Isso reduz o número de pontos de inserção e previne a existência de vazios entre o concreto e as fôrmas, garantindo um acabamento mais satisfatório. O vibrador deve sempre atingir a camada de concreto subjacente à que se está vibrando, penetrando nela uns 15 cm, a fim de haver a “costura” entre elas. Em outras palavras, a altura da camada lançada deve ser sempre inferior ao comprimento da agulha.

ArtigoConstrucao1 - Wiki do Calculistas-BA

A maneira correta de introduzir a agulha vibrante no concreto fresco é deixá-la “afundar” por si só. Forçar a introdução só causa desvio em relação à vertical e enganchamentos na armadura. O vibrador deve permanecer imerso por 5 a 15 segundos e então puxado para cima a uma velocidade de 7 cm/s, com o vibrador em funcionamento. Uma retirada muito rápida ou com o vibrador desligado pode deixar bolsões de ar na massa de concreto.

Definir o fim da vibração é algo subjetivo. Os melhores indícios são: horizontalização da superfície, aparecimento de uma fina camada de argamassa no topo da peça e cessação de desprendimento de bolhas de ar. Os erros mais comuns observados em obras estão relacionados na Tabela 3.

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