A UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS DESLIZANTES COMO SISTEMA DE CONSTRUÇÃO

Luiz Henrique de Alvim RESENDE

Diretor Técnico-Comercial - Terra Máquinas e Equipamentos Ltda.

Resumo

O sistema de fôrmas em uma obra de concreto é diretamente responsável por sua geometria, precisão e acabamento, além de corresponder (em alguns casos) a aproximadamente 40% do seu custo e de ser determinante para o fiel cumprimento do cronograma executivo. Estas razões têm sido responsáveis pela crescente utilização do sistema de fôrmas deslizantes na construção de hidrelétricas e outras grandes obras de concreto. Nosso estudo tem a pretensão de demonstrar os efetivos ganhos que este sistema proporciona ao construtor, bem como o de descrever algumas características que devem ser observadas quando da utilização deste sistema de trabalho, para a maxização dos seus benefícios. Palavra-Chave: Fôrmas deslizantes; Fôrmas; Deslizantes.

1 Introdução

O sistema de Fôrmas Deslizantes surgiu e se desenvolveu na Alemanha em 1920 e consiste basicamente do deslizamento de um painel (madeira ou metálico), utilizando – se de equipamentos hidráulicos ou mecânicos e da observação quanto ao início de pega e a resistência lateral do concreto. Este painel é elevado através de barras ou cabos de aço posicionados em macacos hidráulicos que são acionados por unidades também hidráulicas. Acoplados a estes painéis encontram-se os andaimes de serviço (posicionados no topo dos painéis e que são utilizados pelos vibradoristas, armadores e pessoal de operação do sistema deslizante) e os andaimes de acabamento (utilizados pelos pedreiros). O deslizamento se processa através de deslocamentos sucessivos uma vez verificada as condições de pega e resistência lateral do concreto. Concomitantemente com o deslizamento, os pedreiros processam o acabamento das paredes, corrigindo eventuais imperfeições. Esta característica do sistema faz com que, ao término do lançamento, a superfície do concreto esteja pronta e acabada, sem necessidade de qualquer tipo de acabamento ou reparo. Em função das necessidades que este sistema de fôrma impõe às atividades de armação e lançamento de concreto, podemos dizer que este sistema, mais do que um sistema de fôrmas é um sistema de trabalho. Este processo permite uma rápida execução da estrutura, sem necessidade de andaimes ou escoramentos, com uma utilização menor de guindastes, gruas e

mão de obra, exigindo apenas e às vezes, uma adaptação do projeto de armação no seu detalhamento. Hoje temos basicamente 02 sistemas de deslizamento, o tradicional e o desenvolvido para a utilização em Hidrelétricas.

2 Sistema tradicional de fôrmas deslizantes

Figura 1: Deslizamento de Castelo D´ água através do sistema tradicional

Indicado para estruturas com altura superior a 4,0m e com pouca densidade de armaduras, como é o caso dos silos e castelos d`água, o processo tradicional de formas deslizantes caracteriza-se pela utilização de uma estrutura aporticada (denominada canga), que dá rigidez às duas faces moldantes paralelas. Em cada pórtico metálico teremos um macaco hidráulico, que interligado a uma central hidráulica, terá como função o içamento dos painéis deslizantes. A unidade hidráulica é constituída de um reservatório de óleo (óleo hidráulico especialmente adequada a estes serviços), um motor e uma bomba hidráulica. Os macacos hidráulicos firmemente solidários aos painéis deslizantes, transmitem seus esforços às barras de aço (barrões) que se apoiam na base e internamente à estrutura a ser deslizada. Acionada a bomba hidráulica, teremos através da pressão do óleo o acionamento dos macacos e por conseqüência a elevação dos painéis deslizantes. A verificação/ acompanhamento da verticalidade da estrutura é feita através do posicionamento de prumos de gravidade na periferia da fôrma, e efetuadas leituras de 20cm em 20cm, anotando-as em planilhas apropriadas.[Figura 02]

Figura 2: Verificação da verticalidade através de prumos de gravidade

O posicionamento das cangas inibe a colocação antecipada da armadura de distribuição, que desta forma deve ser feita acompanhando a velocidade de concretagem.[ Figura 03]

Figura 3: Interferência das cangas no sistema tradicional com a ferragem de distribuição

Por estas características, o sistema tradicional de fôrmas deslizantes deixa a desejar no controle da verticalidade do deslizamento e é inadequado para estruturas densamente armadas. O concreto a ser lançado pode ser usinado ou produzido no canteiro de obras através de betoneiras, devendo, preferencialmente, ser mais argamassado, não conter aditivos retardadores de pega e possuir slump da ordem de 8 ± 2,0. O fato do barrão ficar posicionado internamente ao concreto leva a vazios no mesmo, vazios estes que após o deslizamento devem ser preenchidos com nata de cimento e areia fina peneirada.

3 Fôrmas Deslizantes com treliças

Figura 4: Deslizamento de tanque em Termoelétrica com a utilização de treliças metálicas

O sistema atualmente utilizado no deslizamento das Usinas Hidrelétricas ( também chamado sistema com treliças) teve seu início durante a construção da UHE de Itaipu. Naquela ocasião, razões econômicas e de cronograma levaram os Engenheiros do Consórcio Construtor a propor, testar e ao final utilizar largamente este sistema de fôrmas na execução da estrutura da Casa de Máquinas e Área de Montagem. Para tal fim, algumas alterações/adaptações ao sistema tradicional se fizeram necessárias de forma a conciliar as características deste sistema de fôrmas com as dificuldades próprias destas estruturas. Três pontos básicos tiveram que ser enfrentados e solucionados: -A interferência com as armaduras -Controle da verticalidade -Criação de vazios no concreto provocados pelos barrões Inicialmente, as soluções adotadas foram as de criação de um sistema de reação aos esforços do concreto e a alteração no posicionamento dos barrões. Este sistema de reação foi conseguido através da utilização de guias metálicas, posicionadas externamente à peça a ser concretada e fixada através de “aranhas” [1]. Como forma de redução de custos, optou-se (inicialmente) por guias de pequeno porte, auto-trepantes, com ascensão individual e independente do deslizamento dos painéis moldantes. (Ver Figura 5).

Figura 5: Detalhe de Deslizamento com a utilização de Guias Verticais Auto Trepantes e dos

Barrões posicionados através de Chapinhas contra a Flambagem

Os barrões passaram a ser posicionados externamente ao bloco, livres de qualquer interferência e garantidos contra os esforços de flambagem através da utilização de chapinhas metálicas fixadas nas armaduras da estrutura. [ Figura 05] Estas medidas viabilizaram o deslizamento da Estrutura da Casa de Força e da Área de Montagem, com ganhos efetivos e expressivos de prazo e de redução de custos. Entretanto e apesar dos ganhos evidentes, alguns problemas ainda permaneciam no novo sistema, tais como a dificuldade de operação com as guias auto trepantes e a garantia na verticalidade da estrutura. Da mesma forma, o novo posicionamento dos barrões não se mostrou ideal, pois as chapinhas metálicas, posicionadas junto às armaduras e com a responsabilidade de inibir a flambagem dos mesmos, apesar de solucionar o problema proposto, criava outro, o de uma ocorrência elevada de reparos. [Figura 06]

Figura 6: Fixação dos Barrões através de Chapinhas

A solução adotada para os problemas com as guias auto trepantes foi a sua substituição por guias de comprimento igual à altura da camada de

concretagem. Esta alteração veio conciliar as necessidades de equipamento de carga para as atividades de alteamento das guias e de lançamento de concreto, além de passar a garantir a verticalidade exigida no projeto. Já para o inconveniente do posicionamento dos barrões, a solução adotada foi a mudança na concepção do trabalho do macaco hidráulico, que deixou de trabalhar à compressão e passou a operar à tração. Assim sendo, os barrões foram mantidos externamente à estrutura, mas não mais com a necessidade de qualquer travamento contra a flambagem e, portanto sem gerar os indesejáveis reparos provocados pelas “chapinhas” de fixação. Este sistema (com algumas pequenas correções/variações) é o que atualmente se pratica em estruturas de concreto com as características das Usinas Hidrelétricas. Os excelentes resultados obtidos em Itaipu vieram de encontro com as novas necessidades de eficiência, rapidez e produtividade que passaram a caracterizar os novos contratos de construção das Usinas Hidrelétricas. Assim sendo, a utilização maciça de formas deslizantes foi uma conseqüência natural, face a economia e rapidez que o processo proporciona.

4 Comparação entre os dois sistemas deslizantes

COMPARATIVO ENTRE OS SISTEMAS DESLIZANTES

SISTEMA PONTOS POSITIVOS PONTOS NEGATIVOS

Tradicional Custo de investimento Eficiência no controle de

verticalidade

Custo de montagem e

desmontagem

Possibilidade de se trabalhar

com pré-armaçâo

Rapidez na montagem Produz vazios na estrutura de

concreto

Rapidez na desmontagem

Necessita de equipamento para

montagem

C/ Treliças Eficiência no controle de

verticalidade

Custo de investimento

Possibilidade de se trabalhar

com pré-armaçâo

Custo de montagem e

desmontagem

Não produz vazios na estrutura

de concreto

Rapidez na montagem

Rapidez na desmontagem

Necessita de equipamento para

montagem

5 Aplicabilidade do sistema deslizante A rigor, quanto mais alta a estrutura, maior a vantagem que o sistema de fôrmas deslizantes se impõe sobre os demais sistemas. Entretanto, no caso das Hidrelétricas e outras obras especiais, a definição quanto às camadas de deslizamento deve ser precedida de algumas verificações, tais como a existência de embutidos de grande porte, a alteração na geometria da estrutura, a existência de arranque de lajes, a altura das torres de sustentação das armaduras, dentre outros. Estas características das estruturas, apesar da importância evidente, não devem ser entendidas como limitadores do sistema, pois podem ser contornadas tecnicamente, a critério do construtor. São inúmeras as possibilidades de utilização do sistema deslizante nas estruturas de concreto, notadamente em paredes, muros, blocos e lajes inclinadas, o que, entretanto não dispensa o construtor de proceder a uma análise objetiva dos custos e benefícios do sistema. De uma forma geral, temos observado que este sistema de fôrmas é extremamente interessante em camadas com altura superior a 4,0m.

6 Benefícios na utilização do sistema deslizante Para a conferência dos benefícios propiciados pela utilização de fôrmas deslizantes é necessário que se entenda antes de mais nada, que o sistema deslizante é mais um sistema de trabalho do que um simples sistema de fôrmas.

Assim, o lançamento de concreto, a montagem das armaduras, bem como todas as outras atividades afins à concretagem da estrutura devem ser alteradas/ adaptadas para a adoção deste sistema de trabalho. O que se observa quando se utiliza fôrma deslizante (isto pelo dinamismo do processo) é um incremento na produtividade das demais atividades. No caso das armaduras, o trabalho no sistema deslizante força a pré-montagem, o que implica numa redução dos coeficientes de mão de obra, de perda de materiais e de acidentes do trabalho. Outro aspecto relevante e característico do sistema deslizante é a eliminação dos reparos. O acabamento que é feito concomitantemente com o deslizamento da estrutura elimina os reparos inevitáveis nas concretagens com a utilização de outro tipo de fôrma, além de tornar a estrutura monolítica, sem juntas de concretagem. Esta característica significa não somente a eliminação de materiais de alto custo (Epóxi, etc.) como também uma redução na mão de obra e na necessidade de fachadeiros ou outro tipo de andaimes normalmente utilizados para o processo de reparo de concreto.

Figura 6: Acabamento de Concreto sendo realizado durante Deslizamento

Da mesma forma, reduz-se a necessidade dos equipamentos de carga, dos equipamentos para tratamento de juntas de concretagem, além de uma redução na ocorrência de “picos” de lançamento de concreto e, por conseguinte uma redução nos equipamentos de produção, transporte e lançamento do concreto. Na parte técnica, estudos realizados demonstraram que o concreto deslizado, face a ausência de água de bleeding possui uma resistência à abrasão bem superior ao concreto enformado. Comparando os sistemas deslizantes e trepantes, através do quesito custo direto ( montagem, operação e desmontagem), observamos o quadro comparativo abaixo, com dados de execução de vertedouro em UHE:

Tabela 2: Custo direto trepante x custo direto deslizante

Tipo de Fôrma Equipamento Mão de Obra

Trepante 8 m²/hora 4,44 hh/m²

Deslizante 18 m²/ hora 2,97 hh/m²

Por fim, podemos afirmar que, além de todos os benefícios acima citados, o maior ganho do processo deslizante é a expressiva redução nos prazos da obra, viabilizando e recuperando cronogramas e reduzindo custos indiretos. A título ilustrativo, passamos abaixo quadro comparativo feito utilizando-se de dados colhidos quando da execução da 1ª etapa da Casa de Força da UHE de Itaipu, aonde se pode observar que, ambas as estruturas gastaram o mesmo número de dias/ camada, sendo que a estrutura da barragem era praticamente isenta de armaduras e a da casa de força era densamente armada.

Tabela 3: Comparativo de tempo entre sistema de fôrmas trepantes e deslizantes [1]

ESTRUTURA Altura Duração Camadas Dias/Camada

(M) Dias (2,50m) Barragem

Gravidade

105 450 42 11

(Painel

Trepante)

Casa de Força 63,5 292 equivalente 11,5

(Deslizante) 25,4

7 Lançamento de concreto no sistema deslizante A utilização de formas deslizantes caracteriza o processo de lançamento de concreto em sub-camadas contínuas ao longo de toda a superfície do bloco,. A altura das sub camadas deve ser compatível com o tipo e produção dos equipamentos de lançamento disponíveis, levando-se em consideração que a camada posterior somente pode ser lançada estando a anterior ainda em condições de ser readensada, de forma a permitir uma perfeita “costura” entre as mesmas. Dentro deste raciocínio e estando todas as atividades verificadas e liberadas (fôrmas, armação, embutidos etc) e os vibradores instalados e em quantidades adequadas, inicia-se o lançamento da primeira camada de concreto por uma das extremidades, levando a mesma nivelada e com altura nunca superior a 30 cm até o final do bloco. Concluída a primeira camada, inicia-se o lançamento do concreto da 2ª camada pela mesma extremidade que foi iniciada a camada anterior; Na execução dos planos de concretagem, três considerações devem ser observadas , para um bom andamento dos serviços [Figura 10]. Durante o adensamento, os vibradores não devem aprofundar mais do que 10cm na camada anterior, afim de não provocar embarrigamento ou estufamento do concreto deslizado. O inicio do deslizamento deve ser precedido de verificação , da situação do concreto lançado e já adensado. Utilizando uma pequena barra de ferro, a equipe responsável pelo deslizamento verifica se o concreto da 1ª camada de concreto já iniciou a “pega”. Confirmado o início de pega, deve-se proceder ao descolamento da fôrma, para na seqüência se executar o lançamento de mais uma camada de concreto.

Figura 10: Considerações a serem observadas durante o lançamento de concreto

8 Execução do acabamento durante o deslizamento A cada puxada da fôrma os pedreiros realizam o acabamento da superfície deslizada, com o concreto ainda em estado plástico, utilizando desempenadeira de aço para o alisamento e espuma para o camurçamento. Eventuais irregularidades no concreto deslizado devem ser verificadas e corrigidas com réguas de madeira e os eventuais reparos também devem ser feitos imediatamente, utilizando-se de argamassa com mesmo traço do concreto utilizado. Este procedimento garantirá uma total ausência de irregularidades nas faces acabadas do concreto.

Figura 7: Verificação de irregularidades com régua e reparo utilizando argamassa do concreto

lançado

A medida que o deslizamento for ocorrendo, deve-se ir fazendo a cura da superfície deslizada, pulverizando agente químico sobre a superfície acabada. A aplicação deste agente químico deve ser feita somente após o acabamento final da superfície do concreto deslizado, mantendo, no entanto, livre e sem aplicação uma faixa de 50 cm abaixo da parte inferior das fôrmas.

Como a velocidade de alteamento das formas deslizantes é função direta da produção dos equipamentos de lançamento, podem ocorrer situações em que o concreto exposto encontra-se endurecido, de tal forma a não permitir a operação de desempenamento. Nestas ocasiões, deve-se proceder ao reparo da superfície endurecida utilizando-se dos métodos previstos pela boa técnica.

9 Conclusão

O que se pode concluir da análise deste trabalho é que o sistema deslizante é, de todos os sistemas de fôrmas, o mais eficiente para estruturas com seção repetitiva e altura elevada (consideramos acima de 6,0m). Os ganhos no cronograma provocados por este ágil sistema de fôrmas, com a conseqüente redução nos custos indiretos da obra, são fatos efetivamente relevantes e que devem ser bem estudados pelo construtor. Desta forma é conveniente que a possibilidade de deslizamento da estrutura seja considerada pelo projetista ainda na etapa do projeto básico, de forma a procurar isentar a estrutura de quinas, cantos, recortes, curvas etc.

10 Referências [1] FUKUROSAKI,Y e BETIOLI ,I ( 1981) – “ Utilização de Fôrmas Deslizantes na execução da Casa de Força da Hidrelétrica de Itaipu” , Anais XIV Seminário Nacional de Grandes Barragens – CBDB , Recife , PE.