ARTIGO ORIGINAL
ASSUNÇÃO, Raissa Batista [1], LEITE, Fernando Feminella [2], LIMA, Lívia Ramos [3]
ASSUNÇÃO, Raissa Batista. LEITE, Fernando Feminella. LIMA, Lívia Ramos. A viabilização do uso de vigotas in loco em relação às vigotas pré-moldadas. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 06, Ed. 11, Vol. 08, pp. 82-99. Novembro 2021. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/uso-de-vigotas
RESUMO
É notório o aumento do mercado da construção civil no Brasil, e, com este destaque, verificou-se o surgimento de novas construtoras, bem como a busca por novas tecnologias, sendo uma destas a adoção de lajes nervuradas, compostas por vigotas, que são preenchidas por materiais inertes em seus vãos. Devido a sua durabilidade, observa-se que esta metodologia vem sendo adotada em larga escala, todavia, ainda existe uma dúvida a respeito do modelo mais viável a ser adotado. Neste contexto, o presente artigo, tem como questão norteadora: qual a viabilidade quanto ao uso de vigotas in loco em relação as pré-moldadas? Este estudo tem o objetivo geral de promover uma comparação acerca das vigotas moldadas in loco com as pré-moldadas, verificando assim a durabilidade de ambas em relação a resistência, valores e disponibilidade. Para o seu alcance, um estudo de caso foi desenvolvido, onde coletou-se relatórios de ensaio da resistência axial do concreto de vigotas de uma indústria, localizada na cidade de Vitória da Conquista, Bahia, como também a retirada de corpos de prova de concreto de produção de vigota in loco para relatório de ensaio, entre os meses de outubro e novembro de 2021. Depreende-se que a aquisição do modelo pré-fabricado é a melhor solução devido ao tempo e custo benéfico. Contudo, caso o construtor possua um projeto específico, necessitando de uma maior resistência característica do concreto à compressão – fck, e tenha a infraestrutura para as obras em questão, existiria a viabilidade da produção de vigotas in loco.
Palavras-chave: Construção, Pré-moldado, Vigota, Obras, Cimento.
1. INTRODUÇÃO
A construção predial é baseada em elementos estruturais para sua sustentação, dentre estes se destacam as vigas, os pilares e as lajes, que são os elementos responsáveis pela distribuição das cargas até a base, ou seja, a fundação. Dentre estes elementos, a laje se sobressai (COSTA, 2019).
Segundo Pereira (2019), a laje é a estrutura responsável por realizar a interface entre os pavimentos de uma edificação, além de dar suporte à contrapisos ou mesmo funcionar como um simples teto. É importante salientar que esta estrutura se encontra apoiada em vigas, que se apoiam em pilares, realizando assim a distribuição de carga em uma construção.
Existem diversos tipos de lajes, sendo as principais: lajes maciças, lajes nervuradas, lajes pré-fabricadas e lajes pré-fabricadas convencionais, mas o foco central desta pesquisa girou em torno da laje treliçada que, por sua vez, é um sistema de laje nervurada, unidirecional, que se baseia na junção de treliças de aço ao concreto, resultando na chamada vigota. Ela também se encontra intercalada com materiais inertes (EPS, ou Bloco Cerâmico), podendo as vigotas ser pré-fabricadas ou feitas no próprio canteiro de obras (COSTA, 2019).
Observando a importância deste contexto, esta pesquisa tem como principal questionamento: qual a viabilidade quanto ao uso de vigotas in loco em relação as pré-moldadas?
Este estudo tem o objetivo geral de promover uma comparação acerca das vigotas moldadas in loco com as vigotas pré-moldadas, verificando assim a durabilidade de ambas em relação a resistência, valores e disponibilidade.
Para o seu alcance, um estudo de caso foi desenvolvido, onde coletou-se relatórios de ensaio da resistência axial do concreto de vigotas produzidas em uma indústria, localizada na cidade de Vitória da Conquista, Bahia, como também a retirada de corpos de prova de concreto de produção de vigotas in loco para relatório de ensaio, entre os meses de outubro e novembro de 2021.
A principal finalidade é a apresentação de dados concretos a respeito da melhor alternativa a ser adotada em um canteiro de obra, já que ainda existem poucas indagações na área, prejudicando assim a escolha pelo profissional. Também busca a estimulação quanto ao desenvolvimento de trabalhos científicos no âmbito acadêmico, principalmente quanto as abordagens práticas, pois o que se vê ainda, são publicações teóricas.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 LAJES
Segundo Carvalho e Figueiredo (2017), as lajes podem ser definidas como placas de concreto de superfície plana, onde a dimensão perpendicular ao nível, bem como a espessura, é relativamente pequena quando comparadas com as demais. Elas ainda estão sujeitas as ações normais a seu plano.
As lajes são extremamente fundamentais em um projeto de engenharia, já que possuem o desígnio de proporcionar um suporte à contrapisos, podendo funcionar também como um simples teto. Geralmente encontram-se apoiadas em vigas, de modo que seja possível haver a distribuição adequada de carga da edificação (MASCIA; RODRIGUES; SOUZA, 2008).
Segundo os autores supracitados, as lajes, juntamente com as vigas, os pilares e as fundações fazem parte dos elementos básicos de uma construção, existindo ainda outros, como escadas, paredes, estruturas de vãos de elevadores, entre outros (Figura 01). De uma forma mais específica, tais elementos servem para sustentar a obra, portanto devem ser calculados por um engenheiro civil habilitado para tal.
Figura 01: Sistema estrutural de uma edificação.
Figueiredo Filho (1989) afirma em suas análises que a laje se encontra sujeita as ações normais a seu plano, sendo materializada por meio de concreto, concreto armado ou protendido. Para Souza e Cunha (1998), as lajes são classificadas de acordo com os seguintes critérios: forma (retangulares, quadradas, triangulares, em L, entre outras); natureza (maciças, nervuradas, mistas, em grelha, duplas e pré-fabricadas); tipo de apoio (podem ter apoio contínuo, discreto e em apenas um trecho de sua extensão) e tipo de armação (armadas ou em uma só direção ou em duas, que são conhecidas como armadas em cruz ou bidimensional).
De acordo Souza e Cunha (1998), as lajes podem ser classificadas como: maciça (placa formada de concreto armado, que é responsável por resistir a esforços a tração e a compressão); cogumelo (possuem em seu sistema pilares e vigas); nervurada (conjuntos de vigas “T”, podendo haver nervuras em uma ou duas direções); alveolar (presença de dutos ou alvéolos no interior das placas pré-moldadas) e treliçada (envolve vigotas em concreto com armaduras no formato de treliça), sendo esta o foco deste trabalho.
2.2 LAJE TRELIÇADA E SUAS VIGOTAS
Segundo Cavalcante (2006), a laje treliçada é um tipo de laje pré-moldada, na qual contém em sua composição vigotas de concreto armado, bem como uma estrutura de treliça como armadura. Nos vãos de suas estruturas, indica-se a empregabilidade de poliestireno expandido ou mesmo blocos cerâmicos (Figura 02).
Figura 02: Laje treliçada
Com base no projeto arquitetônico, o projetista precisa definir quais serão as peças a serem adotadas na confecção de um projeto de laje treliçada, que vão desde as próprias vigas treliçadas até o material de preenchimento. Após este processo, este profissional irá avaliar o orçamento da obra, para que possam dar início a compra dos materiais (SOUZA; CUNHA, 1998).
Para os autores supracitados, as lajes serão compostas por placas, portando em média 12 cm, e, presas a elas, as treliças metálicas fixas, sobre cimbramento. Também serão dispostos os elementos de preenchimento. Logo acima deste, vem à armadura complementar, que são produzidas no local da obra. Neste período também são fixadas as tubulações para instalações hidrossanitárias e elétricas.
Para finalizar, o capeamento de pequena espessura é inserido sobre o enchimento e, nos casos em que há nervuras, indica-se o emprego deste material em uma maior quantidade. É importante salientar que todas estas etapas devem ser concretizadas por um profissional altamente qualificado (PEREIRA, 2019).
Segundo Cavalcante (2006), os principais benefícios encontrados na literatura quanto a este assunto são: permitem maior flexibilidade arquitetônica, quando combinada a sistemas, como o gesso acartonado; redução da demanda por escoramento; mão de obra reduzida; melhor desempenho térmico e acústico; redução quanto à carga sobre outros elementos estruturais e diminuição quanto à seção de concreto e aço.
2.2.1 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DAS VIGOTAS NAS LAJES TRELIÇADAS
Durante o processo de fabricação das vigotas, o responsável pela obra deve estar atento quanto às fôrmas, que devem estar a uma distância de mínima de 40 a 60 cm do chão e, as que apresentam calhas, devem possuir três mm de espessura, sendo necessário o emprego de óleo antiaderente para que o concreto não afixe na fôrma, facilitando assim a desmoldagem da base da vigota (Figura 03) (BARROSO, 2011).
Figura 02 – Fabricação das vigotas
O concreto a ser empregado deve promover uma resistência ideal, sendo está uma característica primordial, que interfere diretamente em sua escolha. Segundo Borges (1997), os mais empregados atualmente possuem resistência característica do concreto à compressão – fck de 20, 25, e 30 MPa, na qual são comprovados por meio de ensaios de resistência à compressão.
Para Barroso (2011), este material é confeccionado por meio de corpos de provas cilíndricas, que são rompidos durante um período de 28 dias. Durante este prazo também deverá haver o alcance da resistência, de acordo com as normas impostas pela NBR 12655/2015. Esta mesma norma informa que “Os corpos de prova a serem ensaiados tem a finalidade de verificar a qualidade e a uniformidade do concreto utilizado na obra ou para decidir sobre sua aceitação” (ARAÚJO, 2003, p. 12).
Durante esta ocasião, será possível ao profissional realizar também o teste de ruptura dos corpos de prova, que, no caso das vigotas, serão partidas. Para Araújo (2003), a ruptura de quatro amostras deve ser concretizada, onde o tempo de cura se difere de acordo com a NBR 5739/2015. Recomenda-se que o primeiro ensaio ocorra em 24 horas, depois em três dias, sete dias, e, por fim, no 28º dia (ARAÚJO, 2003).
Na disposição do sistema de lajes treliçadas, entre as vigotas, utilizam-se materiais inertes, que, por sua vez, possuem a função de deixar a estrutura mais leve, reduzindo assim o volume de concreto na laje. Como consequência, haverá uma redução quanto ao peso do mesmo. Vale ressaltar que os elementos mais utilizados para o preenchimento desse tipo de laje são os blocos cerâmicos e as placas de EPS (poliestireno expandido) (BORGES, 1997).
Após a conclusão do sistema citado acima, executa-se a concretagem da própria laje, que deve conter, no mínimo, três centímetros de espessura de concreto, segundo o Manual Técnico de Lajes Treliçada. Junto a esta concretagem, será posicionada uma armadura de distribuição bidirecional, comumente conhecida como “Malha Pop”, que terá como finalidade combater aos efeitos de tração, além de precaver o sistema de possíveis fissuras (BORGES, 1997).
É de conhecimento normativo que o teste de flexão se baseando na NBR 14859/2017 para determinação da carga de ruptura à flexão para elementos de enchimento de ruptura frágil, prescreve a verificação da resistência dos corpos-de-prova, que são destinados a cumprir função de enchimento nas lajes pré-fabricadas (BARROSO, 2011).
Sabe-se que a prensa para ensaio de flexão ou outro dispositivo que possibilite a aplicação de carga de modo progressivo e sem golpes, deve possuir dinamômetro com resolução igual ou inferior a 10 N para leitura da carga de ruptura e para controle da velocidade de aplicação da mesma (BARROSO, 2011).
Sendo assim, os componentes da laje pré-fabricada devem ser submetidos à inspeção geral pelo comprador ou seu representante, para verificação de suas características em larga escala. Também devem ser apurados: o seguimento da NBR 14859; se existe a concordância geométrica entre as vigotas e, por fim, se há a compatibilidade das características dos componentes entregues com os especificados no projeto da laje” (BARROSO, 2011).
2.3 NORMAS BÁSICAS
O principal regulamento que rege a construção civil atualmente é a NBR 6118/2014 – Projeto de estruturas de concreto, que irá definir quais serão os critérios que conduzirão os projetos das estruturas de concreto. Também devemos ressaltar a importância quanto a utilização da NBR 9062/2017 – Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado, responsável pela normatização das estruturas pré-moldadas compostas por concreto (ARAÚJO, 2003).
2.3.1 OUTRAS NORMAS TÉCNICAS
A NBR 12655/2015 contém informações acessíveis acerca das diretrizes e recomendações sobre os critérios e parâmetros que deverão ser analisados para a elaboração de um projeto executável, além disso, também é plausível verificar o passo a passo do teste do concreto, entre outros (BARROSO, 2011).
O acompanhamento das seguintes normas é fundamental, sendo elas: NBR 14859-1/2016 – Laje pré-fabricada – Requisitos, parte 1: Lajes unidirecionais; e da NBR 14859-2/2016 – Laje pré-fabricada – Requisitos, parte 2: Lajes bidirecionais. Ambas normativas foram atualizadas em 2016 (BARROSO, 2011).
Estes preceitos têm como finalidade determinar as condições a serem seguidas quanto a produção de componentes de lajes pré-fabricadas, de acordo com cada tipo, sendo elas, a unidirecional ou bidirecional (BORGES, 1997).
Objetivos da norma: fixar os requisitos para o recebimento e utilização de componentes de lajes pré-fabricadas (vigotas, elementos de enchimento e demais complementos adicionados na obra) a serem empregados na execução de estruturas laminares nervuradas, para qualquer tipo de edificação, de acordo com as NBR 6118, NBR 7197 e NBR 9062 (BORGES, 1997).
Segundo a NBR 6118/2014, item 8.2.10.1, as tensões de compressão que são inferiores a 0,5 fc (resistência à compressão do concreto), poderão ser admitidas uma relação linear, entre tensões e deformações, permitindo assim a adoção do valor secante da expressão no item 8.2.8. Para análise do estado-limite último, poderá ser aplicado na figura 03 (BRUMATTI, 2008).
Figura 03 – Diagrama tensão-deformação idealizado
2.3.2 COMPONENTES E AGREGADOS
São de notório conhecimento os componentes utilizados na produção de uma vigota treliçada, tanto em relação à produção por meio do emprego do concreto, como também do aço. Para Brumatti (2008), o concreto é um fator predominante, visto que atua sobre a resistência da compressão em fatores mecânicos. Os ensaios são realizados para comprovação do atendimento em resultado, segundo as especificações da norma NBR 5739/2007.
O autor supracitado ainda informa que os agregados que compõem o concreto devem ser submetidos a normatização pela classificação de granulometria, já que o seu desempenho depende das propriedades geológicas e da composição química.
Devido à sua textura bastante fina, o pó de brita pode ser empregado na fabricação de pré-moldados, todavia, este processo deve ser realizado de modo controlado, pois a sua granulometria e ductibilidade interferem diretamente na absorção de água e na resistência do concreto (BORGES, 1997).
Complementando esta citação, Brumatti (2008) informa que a brita zero é a mais indicada na fabricação de pré-moldados, devido à necessidade de resultado do comportamento do concreto; sendo assim, o agregado com adequado ao uso do traço do concreto da fabricação de pré-moldados.
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Buscou-se realizar, por meio desta pesquisa, um estudo comparativo entre as vigotas industriais, levando em consideração o preço e o tempo de fabricação. Foram acompanhados também os resultados dos testes laboratoriais, na qual se realizaram na cidade de Vitória da Conquista, estado da Bahia.
A abordagem do referente investigação se baseia no método qualitativo, já que a finalidade aqui é o entendimento quanto os resultados obtidos dos comparativos do referente análise. A classificação, quanto ao tipo, em nível de aprofundamento, é descritiva, onde visou-se delinear as caraterísticas contraídas do estudo de comparativo entre as vigotas expostas, estabelecendo assim as variáveis destas em crítica. Os meios técnicos de investigação se caracterizam como estudo de caso em modo comparativo.
Os instrumentos de uso para o teste de carga de ruptura a flexão foram de acordo a NBR14859/17. A prensa adotada no processo de ensaio de flexão ou outro dispositivo que permitiu a aplicação de carga de modo progressivo e sem golpes possuiu dinamômetro com resolução igual ou superior a 10N para leitura da carga de ruptura e controle de velocidade de aplicação da mesma. O corpo de prova do concreto curado em água também seguiu a norma vigente.
De acordo com essa pesquisa descritiva, a cada fornecimento de lote, correspondente a no máximo 200 m2 de laje, foram retiradas aleatoriamente apenas uma amostra para testagem, sendo realizada a posterior identificação e a enumeração. Após este procedimento, uma amostra de cada abordagem comparativa de vigota fabricada em indústria e in loco foi adquirida, para a realização de uma avaliação mais precisa pelos pesquisadores.
Foram coletados relatórios de ensaio da resistência axial do concreto de vigotas de uma indústria, localizada na cidade de Vitória da Conquista, Bahia, assim como a retirada de corpos de prova de concreto de produção de vigotas in loco para relatório de ensaio. É importante salientar que, estes documentos se encontram anexados a esta pesquisa, visando promover as análises de comparação em relação as informações também adquiridas com os corpos de prova in loco, realizados, especificamente nos períodos de 07, 14 e 28 respectivamente.
Foram de informativo da empresa, que forneceram os documentos inclusive, que o concreto utilizado para o processo de formação das vigotas industrializadas contém aditivo, o que facilita o tempo médio de produção e, como consequência, este empreendimento conseguiu uma maior quantidade de vigotas, já que o tempo de fabricação é inferior. Também é válido ressaltar que foi informado pela construtora, que não foram adicionados aditivos no processo de produção do concreto.
Após a realização dos ensaios de corpo de prova da resistência axial do concreto, foi anexado aos relatórios e impresso a título de comparação do objetivo da pesquisa em estudo.
As considerações observadas pelos autores da pesquisa, mediante autorização da empresa entrevistada que realiza a produção de vigotas in loco, baseiam- se unicamente, com base nos dados fornecidos. É importante salientar que os relatórios de resistência axial dos corpos de prova do concreto também estão anexados ao fim desta pesquisa.
4. ANÁLISE DOS RESULTADOS
A análise dos resultados obtidos dos corpos de provas mostra que todos os testes foram efetivados adequadamente, onde obtiveram-se resultados promissores quanto a empregabilidade do concreto, que poderá ser adotado sem maiores dificuldades em suas respectivas obras.
Pode-se considerar que as informações analisadas são de relevância para o modo comparativo de produção das vigotas in loco e industrializadas, fazendo com que exista uma viabilidade de produção em relação à normatização.
Verificou-se uma discrepância entre as resistências à compressão das amostras, fato que ressalta a importância da padronização, da garantia da submersão do corpo de prova somente à carga uniaxial e a compatibilidade da resistência padrão com os cálculos para projetos, como o que foi realizado.
Além disso, é válido mencionar que as principais características das vigotas in loco é o seu processo manual de fabricação, bem como o aumento relativo do tempo de cura da peça, visto que não é necessário a empregabilidade de nenhum tipo de aditivo ao concreto da vigota. Também não precisa da usinagem, visto que seu processo de fabricação acontece na obra.
Enquanto isso, as peças de vigotas com fabricação industrial têm características de uma produção em larga escala, com menor tempo, visto que o uso de aditivo no concreto é usual, o que acarreta um menor tempo de cura para a peça.
Considerado que as vigotas mencionadas obtiveram resultados de aprovação quanto ao ensaio de resistência axial de ruptura do concreto, se comprova assim a viabilidade de uso destes produtos, todavia, deve haver a observação quanto ao projeto estrutural da obra e do alcance da resistência característica do concreto à compressão – fck do concreto da obra.
A viabilidade do uso da vigota in loco é indicada quando o projeto estrutural pede um fck específico, que seja maior que o usual de 25 Mpa, fazendo com que o planejamento da obra se adeque as necessidades para a fabricação do produto, como a aquisição das formas e gestão específica, juntamente com o cálculo de tempo para produção, fazendo com que a obra não se atrase.
Quanto a viabilidade do uso da vigota industrial, indica-se, para a especificação do projeto estrutural da obra, a adoção de cerca de 25 Mpa que será capaz de proporcionar a aquisição de um material de fácil acesso e com preço já previsto no planejamento orçamentário da obra.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme foi visto, os relatórios de ensaios mostram uma precisão quanto a resistência do concreto e a qualidade da vigota. Por meio dos relatórios, pode-se entender que a média de resistência axial do concreto da vigota industrializada é entre 20 e 25 MPA, enquanto o resultado da amostra in loco chegou a 30 MPA. Também precisa-se levar em consideração a possibilidade de um superdimensionamento do traço do concreto in loco, tendo em vista a necessidade do atendimento aos cálculos do projeto estrutural da obra.
Visto que os relatórios portaram resultados de padrões distintos, é de relevância mencionar que existe a tendência de que, quanto mais resistente o concreto for, mais caro ele se torna, devido ao traço em relação à quantidade e especificações do material. Vale salientar que não foram mencionados os traços usados pela empresa e produção na obra.
Através desta pesquisa, sabe-se que as vigotas com fabricação industrializada, tendem a ter disponibilidade de pronta entrega, diferente da fabricação in loco, que demandaria de um planejamento com custos de formas, mão de obra dos materiais de produção, empresa terceirizada para realização dos ensaios e espaço apropriado para produção das vigotas.
Retomando a questão norteadora: qual a viabilidade quanto ao uso de vigotas in loco em relação as pré-moldadas? Concluímos que, para o caso observado neste artigo, comprar as vigotas pré-fabricadas é a melhor solução devido ao tempo e custo-benefício. Contudo, caso o construtor possua um projeto específico, necessitando de uma maior resistência característica do concreto à compressão – fck e tenha a infraestrutura para as obras em questão, existiria a viabilidade da produção de vigotas in loco respondendo assim à pergunta central da pesquisa.
REFERÊNCIAS
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ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14859:2016 Laje pré-fabricada – Requisitos – Parte 1: Lajes unidirecionais. Rio de Janeiro: ABNT, 2016.
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9062:2017 Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro: ABNT, 2017.
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ANEXOS
Anexo 01: Informações acerca do ensaio da resistência do concreto
Anexo 02: Ensaio sobre a resistência a compressão axial do concreto
Anexo 03: Ensaio sobre a resistência a compressão axial do concreto
[1] Acadêmica do curso de Engenharia Civil da Faculdade Independente do Nordeste – FAINOR.
[2] Acadêmica do curso de Engenharia Civil da Faculdade Independente do Nordeste – FAINOR
[3] Orientadora.
Enviado: Outubro, 2021.
Aprovado: Novembro, 2021.
