PT1693526E - Estrutura de placa de betão e processo de fabrico - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

ESTRUTURA DE PLACA DE BETÃO E PROCESSO DE FABRICO

Campo da Invenção A presente invenção diz respeito à estruturação de uma placa de betão armado monolítico, à disposição dos elementos principais de suporte e ao correspondente processo de fabrico. A estruturação da placa é feita mediante a utilização de tecnologia monolítica em cofragem e compreende material de reforço, massa de betão e ainda material de redução de peso.

Estado da Técnica

No projecto e no fabrico subsequente das estruturas das placas (de modo geral, em todas as estruturas planas que suportam carga perpendicular à sua superfície) enfrentamos o problema de que, aumentando a distância entre os suportes, o peso próprio da estrutura excede o valor da carga que a estrutura deve suportar.

Hoje, utilizam-se nas construções horizontais (de soalho) de betão armado reforçado, sem excepção, placas que são sólidas no corte transversal.

Com o aumento da distância entre os elementos de suporte aumenta também, com relativa rapidez, a espessura 2 necessária da estrutura horizontal e, com ela, também o peso da própria estrutura.

Se, por exemplo, a distância dos suportes aumentar apenas 25 %, o peso actual vai crescer até 50 %. O problema com o peso actual tem maior significado pela, assim chamada, "pós-modelação" das estruturas de betão armado em que, no caso das placas sólidas começa a partir de 200 mm de espessura, a componente de betão armado pós modelado contribui em mais de 50 porcento para a deformação total.

No caso das estruturas com aproximadamente 300 mm de espessura, esta componente já é dominante.

Por este motivo, os engenheiros construtores têm procurado processos de tornar mais leves as estruturas acima referidas, conservando as suas propriedades básicas.

Uma solução alternativa para resolver o problema consiste numa disposição diferente das nervuras de suporte em combinação com espaços vazios ou materiais com uma densidade bastante inferior à do betão, num ou nos dois sentidos perpendiculares. A segunda alternativa consiste em procurar e encontrar os componentes da mistura de betão que são mais leves que a gravilha natural.

No sector da produção das estruturas das placas de betão armado são conhecidos procedimentos em que numa primeira 3 etapa, é feita a moldagem e na segunda etapa são aplicados os componentes de reforço e de redução de peso e na terceira etapa, a própria mistura de betão é moldada, de modo que o peso é reduzido do modo seguinte: - É formado um espaço vazio entre as nervuras de suporte mediante a armação tradicional de madeira ou - É formado um espaço entre as nervuras de suporte por vários elementos de plástico que são extraídos, à semelhança da armação de madeira depois de se tirar toda a armação da estrutura da placa, e ficam preparados para uso subsequente ou são mantidos como elementos integrantes da estrutura da placa, - 0 espaço vazio pode também ser criado no centro da profundidade média da estrutura do soalho, utilizando, de novo, os elementos de plástico que, uma vez fixados pelo betão por baixo, passam a fazer parte da estrutura da placa.

Os dois primeiros processos acima descritos resultam numa estrutura de placa com a superfície inferior irregular.

Uma superfície inferior lisa da estrutura de tecto só é formada na próxima fase, se for exigido pela natureza do espaço a ser coberto pela cofragem da placa. 0 terceiro processo acima descrito resulta numa superfície inferior lisa da estrutura da placa, mas com uma menor redução de peso. A Patente Checa N° CZ 184749 descreve um processo que conta com a preparação prévia de caixotes feitos de material lenhoso. 4

No entanto, este processo não envolve tecnologia tradicional monolítica de betão armado porque não se emprega a armação na parte inferior da futura estrutura visto que os caixotes acima referidos formam a chamada "cofragem perdida".

Resultam da estrutura dos caixotes possibilidades limitadas de abordar as formas irregulares, igualmente o suporte das estruturas de placas ou a carga das mesmas. 0 uso dos materiais com o peso volumétrico muito baixo não é um procedimento aplicado no caso das estruturas acima descritas devido ao risco de que tais materiais subam para a superfície superior durante a betonagem. 0 documento de Patente Austríaco N° AT 398 218 descreve uma estrutura de placa com um peso reduzido em que elementos de redução de peso, feitos por exemplo, de estirol são dispostos entre as nervuras do soalho.

No entanto, estes elementos expandidos são perfurados transversalmente por arames de modo a permitir que os elementos de redução de peso se mantenham bem fixos na superfície horizontal de arame inferior e superior. A razão é prevenir que os elementos subam, sem controlo, durante a betonagem da estrutura. A preparação da estrutura de tecto assim como a preparação dos elementos de redução de peso antes da montagem é, portanto, muito laboriosa. São usadas placas de revestir moldadas que permitem que 5 uma parte do betão atinja também o espaço debaixo dos elementos de redução de peso de modo a fixá-los de baixo, de qualquer das maneiras, por essa mesma razão, o tecto não fica liso por baixo, apresentando a forma de reentrâncias na posição em que a placa foi colocada.

Além dos documentos acima, a Patente Alemã N° DE 22 35924 Al apresenta uma estrutura de tecto de acordo com o "preâmbulo" da reivindicação 1. 0 objectivo da invenção é proporcionar uma estrutura de placa cuja característica seja um peso reduzido, tendo ao mesmo tempo uma rigidez e capacidade de carga suficiente e a superfície inferior regular, sem a necessidade de outras modificações durante o fabrico - todas estas qualidades produzidas ao mesmo tempo.

Características técnicas do invento

Os defeitos das estruturas monolíticas de betão armado acima referidos são, em grande parte, eliminados pela estrutura da placa, de harmonia com a invenção, cujo princípio consiste em usar, na parte inferior da estrutura da placa uma camada de cola, na qual estão dispostos corpos de redução de peso e é disposto o material de reforço à volta destes elementos de redução de peso de maneira a formar nervuras num ou em vários sentidos em diferentes ângulos enquanto que os elementos de reforço correm apenas através da espessura total da estrutura do soalho, e enquanto é cheio o espaço entre e acima dos corpos de redução de peso pela massa de betão, há a malha ou outro diafragma similar ma camada inferior da estrutura do soalho e a massa de betão perpassa 6 através da malha nas áreas não cobertas.

Num modo de realização preferido, os corpos de redução de peso são feitos de um material com uma densidade volumétrica inferior à da massa de betão ou são elementos ocos.

Num outro modo de realização preferido, os corpos de redução de peso são feitos de poliestireno expandido e são projectados como paralelepípedos tanto com faces rugosas ou de qualquer forma adaptadas como com as paredes lisas ou de forma diferente.

Num outro modo de realização preferido, a malha colocada junto à superfície inferior da estrutura é feita de fibra de vidro ou de fibras de plástico de modo a permitir que seja repassada e molhada pela massa adesiva para a fixação dos elementos de redução de peso.

Noutro outro modo de realização preferido, a membrana que está situada junto à superfície inferior da estrutura é apenas projectada como camada de suporte para a fixação do posicionamento dos corpos de redução de peso. A membrana não desempenha o papel de suporte para a formação do tecto falso, servindo apenas para a fixação estável dos corpos de redução de peso nas posições exigidas, podendo, ao mesmo tempo, desempenhar outras funções. 0 processo de produção da estrutura de placa consiste em aplicar um desmoldante, na cofragem da placa e depois estender na cofragem da placa uma malha ou outra membrana 7 de diafragma; as superfícies inferiores das corpos de redução de peso entram em contacto com a malha ou outra membrana de diafragma e são ligados à malha pela penetração no adesivo espalhado na malha ou simplesmente colados na outra membrana de diafragma e os materiais de reforço são colocados entre os corpos de redução de peso e, subsequentemente, quando os corpos de redução de peso se encontram firmemente fixos à malha ou outra membrana de diafragma , a massa de betão é moldada à volta dos corpos de redução de peso e acima deles.

Descrição das Figuras nos Desenhos A invenção será ilustrada mediante desenhos em que a FIG 1 representa uma vista frontal em corte esquemático da estrutura da placa depois de montada, a FIG 2 representa uma vista lateral em corte esquemático da estrutura da placa, e a FIG 3 representa a vista de cima da estrutura do placa de harmonia com a presente invenção durante o seu acabamento.

Exemplo do Modo de realização da Invenção

Pelas FIG 1 e FIG 2 verifica-se que a estrutura do soalho segundo a invenção compreende uma malha de suporte (2) que é colocada na armação (1), bem como, corpos de redução de peso de poliestireno (3), várias tipos de reforço e massa de betão (14). 0 reforço da armadura inferior está assegurado pelos elementos de retenção (5) . É colocada sobre estes a principal armadura inferior de suporte (6). Depois é colocado o reforço espacial (7).

As duas barras inferiores da armadura espacial (7) reforçam e complementam a armadura principal longitudinal de suporte (6).

As armaduras (6) e (7) são colocadas nas nervuras de betão.

Segue-se a colocação da armadura transversal de suporte (9), dos elementos superiores de retenção (8) da malha superior de suporte (10), da armadura auxiliar superior (12) .

Se for necessário adiciona-se entre a armadura espacial (7), a armadura auxiliar (13). A barra superior da armadura espacial (7) e a rede superior (10) devem ser ligadas, por exemplo mediante as uniões (11).

Entre a superfície inferior (lado do tecto) de rede de suporte de soalho (2) e os elementos de redução de peso de poliestireno (3) há uma camada fina de massa adesiva (4) . A estrutura da placa assim acabada é suficientemente forte, com peso adequadamente mais aliviado e inclui igualmente a superfície de tecto.

Isto é conseguido pela malha (2) que é lisa e pronta para lhe ser aplicada a camada final, isto é, a camada de 9 acabamento de superfície, por exemplo o estuque.

Como alternativa, pode ser usada outra membrana de diafragma em vez da malha, por exemplo um tecido compacto adequado que não seja necessariamente tipo malha.

Esta não desempenhará a função de suporte para criar um tecto falso, mas será usada para uma fixação estável dos corpos de redução de peso (3) nas posições desejadas e que pode também desempenhar outras funções, por exemplo de protecção contra incêndio. A FIG 3 mostra as formas dos corpos de redução de peso de poliestireno (3), especialmente, na forma de paralelepípedos, e como se encontram dispostos na armação (1) ou na malha (2) .

Os corpos de redução de peso de poliestireno (3) podem ter qualquer forma, embora a forma paralelepipédica pareça ser a melhor solução. É essencial que as superfícies dos corpos de redução de peso (3) que entram em contacto com a malha (2) sejam lisas de modo a impedir que a penetração eventual do betão por baixo seja excessiva. A FIG 3 ilustra bem o modo de fabricar a estrutura de soalho segundo a invenção. A superfície plana delineada pela armação (a futura superfície inferior da estrutura de soalho) é tratada com uma camada de desmoldante em que a malha (2) é estendida e, utilizando uma massa adesiva adequada (4) são aí fixos 10 os corpos de redução de peso (3) de forma paralelepipédica.

Os paralelepípedos podem ter formas variadas, no entanto, deve ficar entre eles espaço suficiente para a colocação da armadura de suporte que é necessária para garantir a capacidade de carga total e a resistência da estrutura do soalho. Há várias opções de dispor os paralelepípedos de material de redução de peso, mas convém que a disposição dos mesmos forme uma rede de nervuras de suporte mutuamente perpendiculares.

Esta disposição é a mais vantajosa para os cálculos de análise estrutural, produção, transporte e armazenagem dos paralelos de material de redução de peso, para a colocação da armadura de suporte e de outras armaduras necessárias para a função correcta e fiável da estrutura de soalho assim construída. A seguir, é colocada a armadura entre os paralelepípedos colados do modo acima indicado, e finalmente procede-se à betonagem de toda a estrutura em que o espaço entre os corpos de redução de peso (3) e a camada fina de aproximadamente 8 cm de espessura acima da superfície superior dos paralelepípedos, é preenchido pela massa de betão de consistência adequada.

Uma vez solidificado o betão e retirada a armação, resulta uma estrutura de placa com a superfície inferior lisa e preparada para a aplicação de finas camadas de estuque, com a rigidez e capacidade de carga suficientes 11 para grandes vãos dos suportes horizontais.

No caso de cofragens de placas circulares são convenientes paralelepípedos de materiais de redução de peso em forma de sectores de coroa circular.

No caso de uso em grande escala, é conveniente armadura seja combinada com armaduras tridimensionais fabricadas industrialmente com varras rectas e malhas de aço tecido. A malha inferior é uma malha de uso corrente na construção de barreiras térmicas nas fachadas e a fixação dos paralelepípedos de material de redução de peso é levada a cabo pela utilização de colas para a construção civil destinadas especificamente para colar este tipo de malha ao poliestireno. A invenção engloba também o processo de produção adequado para aplicação em grande escala cujo princípio consiste em aplicar na cofragem da placa qualquer desmoldante usado para a separação do betão da armação, em seguida, a armação tratada como acima descrito, é coberta com uma malha de armadura para fachadas de uso corrente. À superfície preparada deste modo, colam-se com a massa adesiva para fachadas os prismas de material de redução de peso dispostos de acordo com o projecto de análise estrutural.

Quando se colam os paralelepípedos de material de redução de peso, é necessário tomar cuidado para que a massa adesiva repasse a malha de armadura estendida até à armaçao. 12

Se o procedimento acima mencionado não for cumprido, os prismas de material de redução de peso podem em caso extremo subir à superfície durante a betonagem. A armadura principal de suporte pertencente à face inferior da cofragem da placa é em seguida, colocada nas nervuras formadas, num único sentido, assim como a armadura de deslize das nervuras assim armadas. 0 trabalho é substancialmente simplificado utilizando a armadura espacial. A armadura montada deste modo está apoiada pelos elementos de retenção de harmonia com as correspondentes normas.

Apenas é colocada a barra de reforço dentro das nervuras noutro sentido (perpendicular) caso seja prescrita pela engenharia estrutural, também a armadura de travamento.

Se utilizadas a armadura espacial e a armadura de travamento, deverá ter, depois da colocação nas nervuras, entre os paralelepípedos de redução de peso, a aresta superior horizontal acima da superfície superior dos paralelepípedos será de, aproximadamente, 25 - 30 mm.

Depois de colocada toda a armadura pertencente à face inferior, incluindo a armadura de travamento, são distribuídos os adequados elementos de retenção na superfície superior de cada prisma de material de redução de peso definindo uma distância de 35 mm, e uma malha de reforço, com o diâmetro de 5 ou 6 mm, e tamanho de malhas de 100x100 mm ou 150x150 mm, é espalhada nos elementos e fixa à armadura espacial. 13

Por último, é colocada nesta malha a armadura pertencente à face superior da estrutura da placa. A betonagem da cofragem da placa assim preparada é feita com uma mistura de betão de qualidade (betão B30 ou superior) cuja consistência permite que seja bombeada numa única fase do processo. È vantajoso começar por antecipadamente encher as nervuras com a mistura de betão até aproximadamente dois terços da sua altura, compactando-a simultaneamente com a agulha vibratória e depois até atingir a espessura necessária de betão acima da superfície superior dos paralelepípedos de material de redução de peso, compactando-o com uma agulha vibradora ou farra e finalmente alisando a superfície superior.

Ao tratar a mistura de betão na sua fase de solidificação e endurecimento é preciso levar em conta as propriedades físico-mecânicas, eventualmente químicas do material dos paralelepípedos de material de redução de peso. LISBOA, 23 de FEVEREIRO de 2010

Claims (7)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Estrutura de placa feita mediante uma tecnologia monolítica, efectuada em cofragem e compreendendo armaduras, massa de betão e ainda material de redução de peso, compreendendo também uma camada de massa adesiva (4) na qual estão dispostos os corpos de redução de peso (3), estando a armadura envolvida com corpos de redução de peso (3) de modo a formar nervuras para o reforço num único sentido ou em mais sentidos e em ângulos diferentes, em que os elementos de redução de peso (3) estão colocados apenas numa parte da espessura total da estrutura da placa, e em que o espaço entre os mencionados corpos de redução de peso (3) é preenchido com massa de betão (4), caracterizada por prever uma malha (2) ou outra membrana de diafragma tipo malha na superfície inferior da estrutura da placa e por a massa de betão (14) atravessar a malha (2) nas suas secções livres.

2. Estrutura de placa, de harmonia com a reivindicação 1, caracterizada por os corpos de redução de peso (3) serem fabricados de material com peso volumétrico inferior ao da massa de betão ou serem elementos ocos.

3. Estrutura de placa, de harmonia com as reivindicações 1 e 2, caracterizada por os corpos de redução de peso 2 (3) serem feitos de poliestireno expandido ou de espuma de vidro.

4. Estrutura de placa, de harmonia com as reivindicações 1 a 3, caracterizada por os corpos de redução de peso (3) terem a forma de paralelepípedos com arestas rugosas ou arestas modificadas de qualquer forma, e com as paredes lisas ou de forma diferente.

5. Estrutura de placa, de harmonia com a reivindicação 1, caracterizada por a malha (2) colocada junto à superfície inferior da estrutura ser feita de fibras de vidro ou fibras de plástico e de poder ser facilmente embebida por uma massa adesiva (4) para a fixação dos corpos de redução de peso.

6. Estrutura de placa, de harmonia com a reivindicação 1, caracterizada por a membrana de diafragma similar à malha colocada junto à superfície inferior da estrutura ser apenas prevista como camada de suporte para a fixação da posição dos elementos de redução de peso (3) e eventualmente como camada resistente ao fogo.

7. Processo de fabrico da estrutura da placa, de harmonia com as reivindicações de 1 até 6, em que é montada primeiramente a cofragem da placa, caracterizada por a cofragem da placa ser primeiramente coberta com um desmoldante e, em seguida, ser colocada uma malha ou 3 outra membrana tipo malha na cofragem, estando as superfícies inferiores dos elementos de redução de peso em contacto com a malha ou outra membrana tipo malha, unidas com a malha por uma massa adesiva espalhada pela malha ou simplesmente coladas à outra membrana tipo malha, em que são colocados os elementos de armadura entre os elementos de redução de peso, procedendo-se, depois da ligação sólida dos corpos de redução de peso com a malha ou outra membrana tipo malha, à aplicação da massa de betão à volta e em cima dos elementos de redução de peso. LISBOA, 23 de FEVEREIRO de 2010