Manual de Vibração de Concreto
Manual de Vibração de Concreto Concreto é a combinação de quatro componentes básicos:
água, cimento, areia (agregado fino) e pedra (agregado graúdo). Quando misturados junto, ocorre hidratação ou cura, onde a pasta de cimento atua como uma cola ligando todos os agregados próximos.
Cimento Quilo a quilo este é o ingrediente mais caro no concreto. Vários tipos de cimento estão disponíveis para satisfazer a diferentes critérios de construção.
Teor de água — cura A fim de iniciar o processo de hidratação, é necessária a água para atuar como um catalisador. O teor de água determina a resistência, a capacidade de manuseio e de assentamento ("slump") da mistura. Um acréscimo no teor de água melhorará a capacidade de manuseio do concreto mas diminuirá a sua resistência máxima e durabilidade. Por exemplo, uma mistura padrão com 4 galões (15 litros) de água para um saco de cimento, ou uma relação A/C de 0,36 (razão de água para cimento), produz uma resistência à compressão de 6.300 lb (2.860kg). Cinco galões (18,8 litros), ou uma VIBRAÇÃO BOA relação A/C de 0,44, a reduz para cerca de 5.100 lb (2.315kg), uma resistência 21% menor.
Agregados Agregados consistem de pequenas partículas, tais como pedras, que são classificadas de duas maneiras, finas e graúda, e constituem o maior volume dos ingredientes do concreto (tipicamente 70%). A quantidade de cimento usado para uma determinada área depende do tamanho do agregado — mais fino o agregado, maior a área da superfície. Também, a forma do agregado afeta a quantidade de vibração necessária, visto que o agregado de forma irregular retém mais ar do que aquele de forma lisa.
Vibração (Consolidação) Exatamente após o lançamento, o concreto contém até 20% de ar retido. A quantidade varia de acordo com o tipo da mistura, seu assentamento ("slump"), o método de lançamento, o VIBRAÇÃO POBRE tamanho da forma, e a quantidade de ferragem utilizada na estrutura. A vibração do concreto pode tornar melhor a resistência do concreto à compressão por cerca de 3% a 5% para cada unidade percentual de ar removido. A vibração consolida o concreto em dois estágios: primeiro pelo movimento das partículas de concreto, e então pela remoção do ar retido. A vibração assenta o concreto
Uma cura adequada também é importante para a relativa resistência e durabilidade do concreto. Vários métodos de cura são recomendados pelo ACI (Instituto Americano de Concreto) a fim de controlar a retenção de água na laje. 28 dias é considerada a referência para maximizar a RESISTENTE ESTRUTURALMENTE FRACO sujeitando as partículas individuais a uma rápida sucessão de impulsos, resistência do concreto e causando movimento diferenciado (cada partícula se representa 96% a 98% da resistência total durante movendo independentemente da outra). As partículas a sua vida útil. Uma cura inadequada causará se consolidam à medida que o ar retido é forçado para excessiva perda de água, resistências mais baixas a superfície, permitindo que o concreto flua nos cantos, à compressão, redução de volume e fissuração.
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em torno das ferragens e se comprima contra a parede da forma.
Isso elimina vazios (poros) e traz a pasta à superfície para ajudar no acabamento. Já que o concreto flui melhor com vibração, a mistura pode conter menos água, proporcionando desse modo maior resistência ao produto acabado. Até que ambos os estágios de vibração sejam concluídos, o concreto não estará plenamente consolidado. Se o vibrador for retirado muito cedo, algumas das bolhas menores não terão tido tempo suficiente para chegar à superfície. A seguir estão os termos usados no processo de vibração de concreto: FORÇA CENTRÍFUGA — medida da capacidade para mover a mistura baseada na velocidade de rotação e tamanho do rotor excêntrico. Quanto maior a força, mais fortemente a mistura pode ser movimentada. AMPLITUDE — medida do maior afastamento alcançado
pela garrafa do vibrador desde o eixo estático; importante para grandes misturas de agregado. FREQÜÊNCIA — medida em vibrações por minuto, ou VPM, a velocidade na qual a cabeça de vibração se move dentro dos seus limites de amplitude. Vibradores de VPM alta (até 12.000 VPM) atuam primeiramente
nas partículas finas . Isso é o ideal porque a maioria do ar retido ocorre em torno dessas partículas. VPM alta dá à pasta de cimento a oportunidade de envolver essas partículas finas após o ar ser removido , ajudando assim a unificar a massa. Freqüência liqüefaz ou move a mistura de concreto . Quanto maior a VPM, maior a capacidade para liqüefazer misturas grossas. Assentamento ("Slump") do concreto De acordo com as especificações da estrutura, o concreto usado para pisos, paredes, colunas, etc., pode necessitar de uma consistência específica. Na maioria dos serviços, amostras do concreto usado no lançamento são tomadas na betoneira e testadas para determinar se o concreto foi preparado de acordo com as especificações exigidas. Um desses testes é conhecido como "teste de assentamento ("slump")". Várias amostras são tiradas de um mesmo lote da mistura a intervalos regulares durante o lançamento. O concreto é colocado em uma forma cônica e agitado para assentar o conteúdo (ver Teste de Assentamento ("Slump") abaixo). O cone é retirado e colocado próximo ao concreto moldadopelo cone (Figura 5). Uma régua é colocada sobre o cone, se estendendo ao longo do concreto próximo a ele, e o “assentamento ("slump")” é medido após cerca de 1½ minuto.
TESTE DE ASSENTAMENTO ("SLUMP")
Colocado 1/3 do volume e agitado para consolidar.
Um outro 1/3 do volume é adicionado e agitado.
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1/3 final do volume é adicionado e agitado.
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FAIXA DE CARACTERÍSTICAS, DESEMPENHO E APLICAÇÃO DE VIBRAÇÕES INTERNAS 1
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COLUNA GRUPO
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Valor sugerido de Diam. da Freqüência Amplitude cabeça recomendada média pol (mm) vibrações pol (mm) por minuto
Força centrífuga lb (kg)
3/4 - 1 1/2 9000 - 15000 0,015 - 0, 03 100 - 600 (20 - 40) (0,4 - 0,8) (45 - 272)
1 1/4 - 2 1/2 (30 - 60)
8500 - 12500
0,02 - 0,04 (0,5 - 1,0)
6
Raio de ação pol (cm)
6 - 24 (15 - 61)
2 - 3 1/2 8000 - 12000 0,025 - 0,05 700 - 2000 28 - 48 (50 - 90) 0,6 - 1,3 (317 - 907) (71 - 122)
Quanto mais o concreto baixa, maior é o assentamento ("slump") emais molhada a mistura. Mistura com baixo "slump" (0-2" [0-5cm]) é considerada “dura”. Estas misturas necessitam o máximo cuidado para consolidação. 2" a 4" (5 a 10cm) é considerado um "slump" baixo/médio; um "slump" de 4" a 6" (10 a 15cm) é uma mistura macia ou molhada e é provavelmente a mais largamente usada; acima de 6" (15cm) é considerada uma mistura corrente. Estas designações de assentamento ("slump") são aproximações, geralmente aceitas como “regra teórica” e necessárias na escolha do vibrador adequado para a aplicação.
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Valor aproximado de
300 - 1000 20 - 32 (136 - 453) (51 - 81)
O assentamento ("slump") é a distância que o concreto baixa após o repouso por um período de tempo.
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Taxa de aplicação de concreto jd/h (m/h)
5 - 15
12 - 45
24 - 60
Aplicação
Concreto plástico e fluente em membros muito finos e locais confinados. Pode ser usado para suplementar vibradores maiores, principalmente em serviço protendido onde cabos e dutos causam congestionamento nas formas. Também usado para fabricação de corpos de prova de laboratórios. Concreto plástico em paredes finas, colunas, vigas, estacas premoldadas, lajes finas e ao longo de juntas de construção. Pode ser usado para suplementar vibradores maiores em áreas confinadas. m ("slump") menor que Concreto plástico grosso (assentamento 3 pol [80mm]) em construções gerais tais como paredes, colunas, vigas, estacas premoldadas e lajes pesadas. Vibração auxiliar adjacente para formas de concreto massa e pavimentos. Podem ser montadas em conjunto para produzir vibração interna em extensão total de lajes de pavimentos.
VIBRADORES INTERNOS utilizam uma cabeça de vibração que é colocada diretamente na mistura de concreto. Vibradores internos classificam-se em duas categorias principais: eixo flexível e alta freqüência. VIBRADORESDEEIXOFLEXÍVELconsistemdeum motor conectado a uma estrutura flexível de eixo com núcleo de aramede aço e com uma cabeça na outra extremidade do eixo. O motor gira o eixo, o qual gira a cabeça. Vibradores de eixo flexível têm aplicações específicas, tais como pequenos lançamentos que requerem uma quantidade mínima de vibração (i.e. lajes finas, paredes estreitas,
Vibradores de concreto Vibradores de concreto se dividem em duas categorias principais: externo e interno. VIBRADORES EXTERNOS são fixados diretamente na forma de concreto, vibrando desse modo o concreto através da forma.
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VIBRADOR DE EIXO FLEXÍVEL
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bases e pequenas sapatas). nesses casos vibradores de eixo flexível são usualmente suficientes. Em lançamentos com concentração de ferragem pesada, eixos flexíveis podem ser usados já que cabeças de diâmetros pequenos (7/8" a 2") [2 a 5cm] podem evitar o levantamento de ferragens (ver tabela na página 3). Concreto duro não pode ser usado nesta situação; assentamentos ("slumps") de concreto de 3" (7,6cm) ou mais são comumente vibrados com o eixo flexível . VIBRADORES DE ALTA FREQÜÊNCIA são assim chamados devido ao requisito elétrico de 180 Hz (ciclos
VIBRADOR DE ALTA FREQÜÊNCIA
vindo a reduzir a VPM efetiva na cabeça. A diferença é um "slump" de baixo a médio do concreto. Um vibrador de alto ciclo operará com aproximadamente 10.800 VPM até mesmo em baixo "slump" (o concreto se movimenta melhor entre 10.000 e 11.500 VPM). Em uma mistura dura, um eixo flexível irá operar com cerca de 9.000 VPM ou menos, fazendo o operador demorar-se mais no concreto. Além disso, o alto ciclo cria uma maior força centrífuga e tem uma cabeça mais comprida, sujeitando mais o concreto à vibração . Estes fatores permitem ao operador atuar em um volume maior da mistura. Aplicações de vibradores de alta freqüência incluem qualquer serviço que requeira concreto com baixo a médio "slump", incluindo barragens, grandes muros de contenção, lançamento de lajes em edifícios altos e lotes de estacionamento, paredes inclinadas, e outros tipos de serviço padrão em construção. Vibrador Micon de alta freqüência
por segundo) indicando que a corrente alternada inverte de direção 180 vezes por segundo. (Não ser confundida com a velocidade VPM de vibradores também conhecidos como “alto ciclo” ou “alta freqüência".) Isto permite o uso de um motor de indução, que pode fornecer tanta potência em pequeno volume quanto motores universais. Com este motor de pequeno tamanho, o rotor excêntrico pode ser acoplado diretamente ao motor que está dentro da cabeça blindada, eliminando a necessidade de um eixo flexível. (A comprida mangueira de manobra entre o motor/cabeça e a fonte de energia contém somente fios elétricos.) Isto permite que o vibrador de alto ciclo seja usado em concreto com assentamentos ("slumps") de 1" a 3" (2,5 a 7,6cm), especialmente em situações de produção. Por que vibradores de alta freqüência?
Vibrador Multiquip de alta freqüência totalmente patenteado e controlado por computador (Micon) é o maior avanço tecnológico permitindo aos empreiteiros maximizar a sua produtividade. O Micon fornece o desempenho de um vibrador de alta freqüência enquanto oferece muitas características exclusivas . Por que Micon de alta freqüência? Uma vantagem do Micon é que ele utiliza corrente elétrica padrão de 60 Hz em vez de geradores especiais de 180 Hz que são necessários para alimentar vibradores de alta freqüência. O controlador Micon converte automaticamente a corrente de 60 Hz a 120 Volts para a corrente de 400 Hz a 58 volts necessária ao motor. Um microcomputador localizado dentro do controlador funciona como um “cérebro” do Micon, monitor ando o desempenho do vibrador enquanto submerso no concreto. Isto o capacita a operar com incomparável
Devido à natureza do motor universal , os motores de vibradores de eixo flexível perderão continuamente potência à medida que a carga aumenta. Quanto mais resistente a carga [tal como em concreto de baixo assentamento ("slump") ], maior a potência perdida. A principal vantagem é que o motor de indução de 180 ciclos usado nos vibradores de alta freqüência perderão VIBRADOR MICON DE somente cerca de 5% de sua VPM sob ALTA FREQÜÊNCIA carga. Além disso, o eixo flexível criará perda de carga por atrito em cada curva,
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ALIMENTAÇÃO 120V
CONTROLADOR RETORNO DE INFORMAÇÃO RPM MICON
MOTOR NA CABEÇA
Elimina o problema do motor cair dentro da mistura eficiência e atinge uma consolidação superior do concreto independentemente das condições de de concreto ou da mistura penetrar no motor . assentamento ("slump"). Por exemplo, um vibrador Perda da RPM nominal sob carga. convencional colocado em uma mistura dura sofrerá Índices de produtividade melhores que os do eixo flexível. diminuição na freqüência e na RPM. Com o Micon, esta Maior capacidade de operar misturas duras e serviços perda é detectada pelo controlador que sinaliza ao motor em grande escala. para aumentar a sua velocidade com a finalidade de compensar a perda. Sua capacidade de manter a A introdução dos geradores Multiquip de 60/180 ciclos série freqüência até 12.000 VPM o torna ideal para condições GDP permite que o empreiteiro use uma única máquina de assentamento ("slump") zero . tanto para aplicações gerais a 60Hz quanto para suprimento O controlador protege contra problemas comuns em alta freqüência (180Hz). Geradores Multiquip de 60/180 tais como sobreaquecimento , queima do motor ciclos são inigualáveis nisso por serem mais leves, muito e oscilações de corrente . Sensores embutidos menos caros e oferecerem mais características padronizadas monitoram constantemente o sistema , parando — a um preço de tabela mais baixo — que outras marcas. o motor ao primeiro sinal de um problema . Vibradores Multiquip de alta freqüência são ideais para empresas de aluguel por poderem operar em uma extensa Vibradores externos faixa de aplicações de vibração de concreto e poderem ser energizados pelo mesmo gerador usado para ferramentas Vibradores externos fixados diretamente à parede da de CA. E eles são construídos com mancais grandes e forma e consolidam sem de fato tocar o concreto (por resistentes, permanentemente lubrificados fará garantir isso, “externo”). Vibração externa é preferida em situações desempenho máximo, durabilidade e longa vida útil. onde colunas ou concretagens pesadas de ferragem podem causar emaranhamento da cabeça de um Sistemas Micon para os vibradores de alta freqüência são vibrador interno. Vibradores externos são úteis na projetados para executar serviço contínuo em concreto de produção de premoldados, uma vez que eles podem assentamento ("slump") baixo ou zero. Estas unidades estão permanecer colocados e assim economizar trabalho. também disponíveis com uma extensão de cabeça de vibrador rígida que incorpora um tubo de extensão preso diretamente à cabeça. Em certas ocasiões onde a mangueira de operação Vendendo vibradores de alta freqüência é muito flexível para posicionar a cabeça do vibrador (em Quando a primeira tecnologia de vibradores de alta freqüência locais apertados ou em paredes oblíquas das formas), a se tornou disponível, os novos vibradores necessitavam de extensão da cabeça (5,8" [15cm] de comprimento) permite geradores especificamente projetados para esta finalidade ao operador posicionar a cabeça nos locais precisos, dando a adequada consolidação ao concreto. O sistema Micon (240 volts, 3 fases, 180 Hz) com alguma energia auxiliar de de 115 volts em CC. Estes geradores de alta freqüência fornece ao operador todas as vantagens dos vibradores com finalidade única eram grandes, pesados e caros; seu de alta freqüência além de desempenho adicional e a capacidade de utilizar um suprimento de energia de uso era estritamente limitado a aplicações de alta freqüência. 120 volts, a 60Hz. No passado, vendas de vibrador de alta freqüência eram Na venda de vibradores de concreto, elimina a possibilidade mínimas devido às restritivas exigências de suprimento de superequipar ou subequipar os clientes, utilizando a de energia. No entanto, os empreiteiros preferiam usar informação acima para determinar aplicações específicas alta freqüência pelas seguintes razões: de trabalho. Dados necessários incluem a dimensão da Menos manutenção que as unidades de eixo flexível . forma, o material da forma, o assentamento ("slump") do Maior e mais consistente força centrífuga (e área de concreto, a extensão da concentração de ferragens, o número de lançamentos necessários e a disponibilidade de compactação) do que nos de eixo flexível. suprimento de energia no canteiro de obra s.
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Procedimentos para vibração Antes de usar um vibrador, cheque se a operação e as VPM estão adequadas usando um simples tacômetro manual (tipo fio). É de boa prática ter sempre um vibrador de reserva na obra. Para concreto em paredes e colunas, aplicar em várias profundidades, usualmente 12" a 24" (30 a 60cm). Vibrar a primeira elevação no sentido do fundo da forma de tal modo que a força de vibração se estenda lateralmente a partir da cabeça, não abaixo da ponta da cabeça. O vibrador deve ser sempre usado verticalmente. Aplique o vibrador primeiramente dentro dos níveis mais altos do concreto, e quando uma superfície mais ou menos plana for obtida, introduza-o a intervalos regulares (de 1½ vezes o raio de influência) para consolidação. Observe a ação da vibração na superfície para calcular o raio, o coloque adequadamente de modo a criar uma superposição; é melhor errar para o lado de mais sobreposição do que ela não ser o suficiente.
Vibrar com a cabeça totalmente submersa no concreto, mantendo consistência de espaçamento e de tempo de vibração. Mantenha o vibrador parado por 5 a 15 segundos dependendo da mistura e da força do vibrador. Tempo menor não permitirá a consolidação ou a liberação do ar retido; e tempo muito maior poderá causar segregação, raias de areia e/ou perda de ar retido. A superfície deverá ficar coberta com uma fina camada de pasta (argamassa) e bolhas de ar não mais deverão surgir na superfície. Retire o vibrador lentamente de tal modo que o concreto se preencha atrás da cabeça. Na aplicação para a elevação seguinte, insira o vibrador pelo menos 6" (15cm) dentro da última elevação para fazer a junção das camadas — isso elimina juntas frias. Nunca use vibrador para esparramar concreto e sempre o mantenha a uma distância de 2" (5cm) das paredes das formas e das lajes de fundo.
Seleção do vibrador Vibradores Stow de eixo flexível motores elétricos de 1, 2 e 3HP motor Honda a gasolina de 5,5HP Eixos flexíveis de 2 a 21 pés (0,6 a 6,4m) Cabeças de 7/8" a 2 5/8" (2,2 a 6,7cm)
Vibradores Mikasa de eixo flexível motores elétricos de 2 e 3HP Honda de 5,5HP Eixos flexíveis de 3 a 21 pés (0,9 a 6,4m) Cabeças de 7/8" a 2 3/8" (2,2 a 6,0cm)
Vibradores Mikasa de alta freqüência GERADOR MULTIQUIP DE ALTA FREQÜÊNCIA 60/180 GDP-5000H
motores de 2,0 e 4,5A cabeças de 2" e 2 3/8" (5,1 e 6,0cm) gerador 5kVA 180Hz/4kW 60Hz
Vibradores de alta freqüência controlados por microcomputador Micon controladores de 10 e 20A cabeças de 1,25" a 2,8" (3,2 a 7,1cm)
Peça nossos panfletos coloridos “Vibradores de Concreto” mostrando a nossa linha completa de equipamentos de vibração
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