INTRODUÇÃO

As armaduras pós-instaladas (PIR) desempenham um papel crucial tanto em edificações quanto em estruturas civis, ao possibilitar conexões estruturais entre concretos moldados em diferentes momentos. São amplamente utilizadas em reforços, reabilitações e ampliações de estruturas existentes, garantindo a integridade estrutural sem necessidade de demolição. As armaduras pós-instaladas em aplicações estruturais são normalmente executadas com argamassas adesivas injetáveis, por meio da colagem das armaduras em furos perfurados, de modo a reproduzir o comportamento das armaduras moldadas in loco, criando conexões monolíticas para uma transferência eficaz de esforços.

Instalação da aplicação de armadura pós-instalada

A segurança e o desempenho dessas soluções pós-instaladas dependem de uma combinação entre requisitos de projeto e condições da obra. A avaliação das armaduras pós-instaladas (PIR), realizada por meio dos Organismos de Avaliação Técnica da EOTA (TABs)/ICC-ES, garante a equivalência de desempenho em termos de resistência de aderência e deslocamento sob carga entre armaduras pós-instaladas e moldadas in loco, considerando diversos parâmetros de ensaio. Somente sistemas avaliados e aprovados dessa forma devem ser utilizados para projeto, conforme os códigos e normas aplicáveis, e para a instalação de soluções pós-instaladas. Existem diversos métodos de projeto de última geração sob códigos estabelecidos (Eurocódigos/códigos ACI), normas e relatórios aceitos (Relatórios Técnicos da EOTA/Relatórios ICC-ES), que atendem a diferentes ações de carga em distintas aplicações utilizando soluções pós-instaladas. Ignorar qualquer um desses aspectos pode resultar em falha de aderência, vida útil inadequada ou desempenho inseguro frente aos requisitos de projeto e às condições da obra.

Como engenheiro de projeto, é crucial considerar o método de instalação, sua qualidade e outras condições da obra, pois isso pode influenciar tanto os resultados do projeto quanto a eficácia da instalação. O procedimento correto para a instalação de armaduras pós-instaladas envolve as seguintes etapas típicas:

·      Posicionamento das armaduras pós-instaladas
·      Preparação/aspereza da superfície do material base
·      Perfuração dos furos
·      Aspereza dos furos perfurados em caso de perfuração com coroa diamantada
·      Limpeza dos furos perfurados
·      Injeção de argamassa e instalação da armadura
Simplificação do processo de instalação com a oferta do sistema Hilti SPEC2SITE

Neste artigo, comparamos sistemas de argamassa de injeção epóxi, inorgânicos e híbridos e fornecemos algumas informações sobre três parâmetros de obra que afetam o comprimento de ancoragem de projeto e o desempenho das soluções PIR: i) temperatura do material base durante a instalação, ii) condições de umidade do material base e iii) método de perfuração. Esses fatores devem ser considerados ao selecionar a argamassa de injeção adequada para o seu caso de aplicação. Este artigo ajudará a garantir que o projeto da sua armadura com sistemas de injeção esteja no caminho certo, pronto para a obra, e destacará os benefícios que você pode obter em relação a outras possíveis soluções.

CONDIÇÃO DE OBRA 1: TEMPERATURA DO MATERIAL BASE DURANTE A INSTALAÇÃO

A temperatura do material base (concreto) durante a instalação da armadura pós-instalada afeta dois parâmetros de instalação do produto: o tempo de trabalho e o tempo de cura.


Obras civis podem exigir o uso de argamassas com tempo de trabalho mais longo/mais curto

O tempo de trabalho começa imediatamente após a injeção e corresponde ao período durante o qual a armadura deve ser inserida e pode ser ajustada. Quando o tempo de trabalho é atingido, os componentes instalados não devem ser tocados até que o tempo total de cura seja observado, salvo indicação contrária nas instruções do fabricante. Se um adesivo curar rápido demais em temperaturas elevadas, pode não haver tempo de trabalho suficiente para que o instalador insira a armadura no furo. Se a fixação ultrapassar o tempo de trabalho definido, a armadura não será instalada corretamente ou o desempenho de carga poderá ser comprometido. Esse parâmetro depende das características do produto e da temperatura do material base: quanto maior a temperatura, menor o tempo de trabalho, e vice-versa.

Argamassas epóxi como a Hilti HIT-RE 500 e HIT-RE 100 oferecem um tempo de trabalho mais longo do que os sistemas híbridos (daí serem normalmente conhecidas como argamassas de “cura lenta”) e, portanto, são geralmente mais adequadas para obras localizadas em regiões quentes e/ou para barras de grande diâmetro em combinação com furos profundos em projetos de infraestrutura civil apropriados, que exigem mais tempo para concluir a fixação/instalação.

Uma argamassa híbrida que apresenta tempo de trabalho adequado na presença de altas temperaturas e profundos embutimentos (significativamente mais longo do que outras argamassas híbridas e não muito mais curto do que as argamassas epóxi) é a Hilti HIT-HY 200-R, tornando-a adequada para uma ampla gama de trabalhos em concreto.

O tempo de cura é o período necessário para desenvolver a capacidade total. Esse parâmetro depende da temperatura do material base de forma semelhante ao tempo de trabalho. Se o adesivo curar muito lentamente em baixas temperaturas, o cronograma do projeto pode sofrer atrasos significativos e perda de produtividade. Normalmente, em condições de furos úmidos, o tempo de cura das argamassas de injeção aumenta significativamente. No entanto, os sistemas híbridos geralmente apresentam um tempo de cura acelerado e podem ser a melhor opção para aumentar a velocidade de instalação – e, portanto, a produtividade da obra – em aplicações com barras de pequeno a médio diâmetro, furos de pequena a média profundidade, baixas temperaturas e condições úmidas. Por esse motivo, as argamassas híbridas também são conhecidas como sistemas de “cura rápida”, como a Hilti HIT-HY 200-R.

É igualmente essencial observar que a temperatura do cartucho de argamassa de injeção também precisa ser condicionada para garantir o desempenho do sistema PIR. O condicionamento é um método de regulação de temperatura. As argamassas de injeção devem ser reguladas a uma determinada temperatura (conforme a aprovação correspondente) para reagirem corretamente quando misturadas e atingirem a capacidade de aderência projetada.

CONDIÇÃO DE OBRA 2: CONDIÇÕES DE UMIDADE NO MATERIAL BASE (CONCRETO) 

A presença de umidade durante a instalação de sistemas de argamassa de injeção pode afetar a resistência de aderência com a superfície de concreto ao redor, reduzindo os valores reais de carga de desempenho. Podem existir três possíveis condições de umidade do material base (concreto) em uma obra durante a perfuração de um furo, conforme mostrado abaixo:

Apenas algumas argamassas de injeção disponíveis no mercado são qualificadas para furos úmidos e preenchidos com água, podendo também apresentar fatores de redução de resistência de aderência e faixa restrita de diâmetros de armadura relacionados às condições de umidade. Consulte o respectivo relatório ETA/ICC-ES do produto para aprovações de condições de umidade e diâmetros de armadura conforme o método de perfuração correspondente. A argamassa de injeção Hilti HIT-RE 500 é um produto qualificado para todas as três condições de umidade (seca, úmida e preenchida com água) em conexões de armadura pós-instalada.

CONDIÇÃO DE OBRA 3: MÉTODO DE PERFURAÇÃO

As armaduras pós-instaladas normalmente requerem embutimento profundo para atender aos requisitos de comprimento de ancoragem. Elas se diferenciam principalmente pelo peso, energia de impacto, rotação e frequência de martelamento. A Hilti recomenda as ferramentas de perfuração mais apropriadas (diferenciadas para diferentes faixas de diâmetros de furo) a fim de otimizar a produtividade. Os furos para instalação das armaduras são perfurados utilizando um dos seguintes métodos, que apresentam efeitos variados sobre o desempenho do produto (com vantagens e limitações):

1.     Método de perfuração com martelete (HD)

2.     Método de perfuração com martelete utilizando broca oca em combinação com aspiradores (sistema de limpeza automática) (HDB)

3.     Perfuração com ar comprimido (CA)

4.     Método de perfuração com coroa diamantada úmida (DD)

5.     Método de perfuração com coroa diamantada úmida combinado com aspereza do furo (DD+RT)

Nota: A perfuração através de armaduras existentes ou outros objetos embutidos não deve, em geral, ser realizada sem consulta prévia ao engenheiro responsável ou outra autoridade competente.

O primeiro método envolve o uso de perfuração rotativo-percussiva/martelete (HD) equipada com brocas padrão de 2 hélices ou brocas cruciformes de carbeto. Esta é a abordagem mais preferida para a maioria das aplicações, dada sua portabilidade e facilidade de uso. A resistência de aderência da argamassa provém do microtravamento do adesivo na superfície áspera do concreto. Os marteletes Hilti produzem uma superfície de furo não uniforme, especialmente adequada para garantir a aderência correta (desde que sejam seguidos os procedimentos adequados de limpeza do furo). Para furos profundos e de grande diâmetro, os marteletes podem não ser práticos. Eles também não são adequados para perfuração através de armaduras existentes quando isso for necessário.

Perfuração com martelete (HD)

Como segunda alternativa, a máquina de perfuração rotativo-percussiva pode ser equipada com brocas ocas (HDB) em combinação com aspiradores certificados (limpeza automática). Isso aumenta a confiabilidade e a velocidade da aplicação ao eliminar a etapa mais crítica para a carga e mais demorada no processo de instalação: a limpeza do furo antes da injeção do adesivo. Assim como no caso anterior, tanto sistemas epóxi quanto híbridos podem ser utilizados se forem qualificados para essa condição, como Hilti HIT-HY 200-R, HIT-HY 170, HIT-RE 500 e HIT-RE 100.

Método de perfuração com martelete utilizando broca oca (HDB) em combinação com aspiradores

Perfuração com ar comprimido (CA) – a perfuração com ar comprimido oferece rapidez e eficiência e produz uma superfície de furo rugosa. A maior energia de impacto associada ao ar comprimido pode aumentar a tendência de danos no elemento de concreto, particularmente se utilizada em aplicações com pequena distância da borda ou cobrimento reduzido.

Perfuração com coroa diamantada (DD) – é utilizada sempre que as soluções anteriores não são práticas para maiores comprimentos de ancoragem e furos de grande diâmetro, empregando tecnologia de perfuração úmida ou seca. Em contraste com os marteletes, que fraturam o concreto por meio da energia de impacto, as brocas de coroa utilizam uma matriz sacrificável contendo fragmentos de diamante para abrasar o concreto. A rigidez do barril da coroa permite que os furos sejam perfurados com menor desvio em relação ao trajeto pretendido, sendo capazes de perfurar através de armaduras existentes sem grande esforço. As coroas diamantadas normalmente produzem um furo muito liso, geralmente coberto por uma fina película de pó que prejudica a aderência, resultando na inadequação de alguns sistemas de argamassa de injeção para uso em furos perfurados com coroa diamantada.

Método de perfuração com coroa diamantada úmida (DD)

As argamassas epóxi aprovadas para instalação com coroa diamantada são Hilti HIT-RE 500 e HIT-RE 100. No entanto, mesmo quando o produto é qualificado para perfuração diamantada, devido à superfície lisa do furo perfurado, a resistência de aderência para determinados diâmetros de armadura é reduzida em comparação com furos feitos com martelete. A aspereza dos furos perfurados com coroa diamantada permite o uso de algumas argamassas, como sistemas híbridos/inorgânicos, quando essa técnica de perfuração é utilizada, conforme explicado abaixo.

O procedimento de perfuração com coroa diamantada úmida combinado com aspereza do furo (DD+RT) aumenta o intertravamento mecânico entre a argamassa e o concreto para alcançar o mesmo desempenho de carga que os furos feitos com martelete. Essa aspereza resulta em um sistema com resistência de aderência equivalente ao obtido com furos perfurados por martelete. Essa vantagem é oferecida pela argamassa epóxi Hilti HIT-RE 500, pela argamassa híbrida Hilti HIT-HY 200-R e pela argamassa inorgânica Hilti HIT-FP 700-R (argamassa especial para requisitos de projeto contra incêndio). Consulte os relatórios ETA(s)/ICC-ES relevantes do produto para aprovação dos diâmetros de armadura correspondentes ao método de perfuração.

Método de perfuração com coroa diamantada úmida combinado com aspereza do furo (DD+RT)

Nota: Auxílios de alinhamento de perfuração podem ser utilizados em operações de perfuração manuais (eficiência de perfuração) para garantir uma distância suficiente da borda existente do concreto, evitando fissuração e/ou destacamento do cobrimento.

Agora está claro que diferentes técnicas de perfuração afetam o comportamento carga–deslocamento das soluções de armadura pós-instalada até certo grau de desempenho. Uma visão geral da compatibilidade dos sistemas de argamassa de injeção com os métodos de perfuração é apresentada na tabela abaixo:

Nota: A decisão final sobre o método de perfuração deve ser tomada por profissionais com base nas condições específicas da obra e na adequação para a aplicação de armadura pós-instalada (PIR). Os códigos, normas ou regulamentos aplicáveis, bem como diretrizes específicas de clientes e/ou da indústria, devem ser considerados e avaliados de forma independente.

SOLUÇÕES HILTI E GUIA SOBRE QUANDO UTILIZAR CADA UMA

A tabela a seguir destaca as soluções qualificadas da Hilti com seus atributos de desempenho relacionados tanto ao projeto (ações de carga, vida útil) quanto aos parâmetros do local de trabalho (temperatura, condição de umidade, método de perfuração)

Na prática, deve-se sempre consultar a aprovação ETA ou ICC-ES das conexões de vergalhões pós-instalados com o uso de argamassa de injeção, verificar a compatibilidade dos produtos com as circunstâncias do local de trabalho, combinar esses fatores com os requisitos de projeto (por exemplo, estático, sísmico, fogo, vida útil, etc.) e fazer a melhor escolha para garantir total conformidade no projeto e na segurança."

DESENHO USANDO O SOFTWARE PROFIS ENGINEERING

Para iniciar seus projetos de conexão concreto-concreto totalmente em conformidade com os códigos e seguros, utilize o software proprietário da Hilti, PROFIS ENGINEERING, para soluções de projeto rápidas, eficientes e confiáveis com sistemas de injeção Hilti qualificados, de acordo com os códigos e normas de projeto mais avançados. Ao inserir os dados de entrada referentes às condições do local de trabalho e às restrições de projeto, você será apoiado em todo o processo de cálculo até obter um relatório de projeto abrangente em apenas alguns cliques. O PROFIS ENGINEERING é uma plataforma completa para o projeto de diversos tipos de aplicações utilizando vergalhões pós-instalados. O PROFIS também permite o uso de vários padrões nacionais de projeto, como os europeus, americanos e outros padrões nacionais/regionais.

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