Argamassa Polimérica

RESUMO

A engenharia brasileira de barragens consolidou-se nos últimos anos. Foram tempos áureos do desenvolvimento técnico nacional e da construção da matriz energética do país. Contudo, a utilização de diversos tipos de cimentos acompanhou tal evolução, fazendo parte das técnicas empregadas.

No âmbito das técnicas e tecnologias direcionadas à execução das estruturas de concreto e dos materiais requeridos – cimento, adições, aditivos químicos, aço para armadura, elastômeros e peças embutidas –, o empreendimento conta com eficientes sistemas de gestão da qualidade e de engenharia, atuando na elaboração de uma logística eficaz e, sobretudo, no seu cumprimento de forma que a garantia da qualidade, durabilidade, confiabilidade e segurança das estruturas estejam sempre acima de qualquer dúvida.

O objetivo deste trabalho é divulgar os tipos de cimentos utilizados, os sistemas construtivos empregados, além da gestão de qualidade implantado na construção da Hidrelétrica de Itaipu.

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INTRODUÇÃO

A construção da Usina Hidrelétrica de Itaipu solucionou um impasse diplomático envolvendo Brasil e Paraguai. Os dois países disputavam, desde o século XVIII, a posse de terras na região de Salto de Sete Quedas. Pelos esforços diplomáticos dos Ministros de Relações Exteriores do Brasil, Juracy Magalhães, e do Paraguai, Sapena Pastor, foi assinado, em 1966, a Ata de Iguaçu, pela qual os dois países se comprometiam a estudar o aproveitamento dos recursos hidráulicos pertencentes aos dois países, no trecho do Rio Paraná, até a foz do Rio Iguaçu.

Para construir e operar, foi constituída, em 1974, a empresa internacional Itaipu Binacional, a obra foi iniciada, em 1975, entre as duas estruturas e por trás da casa de força, foi construída a barragem principal de concreto, com contrafortes, com cerca de 2km de comprimento e 195m de altura máxima. Existiam duas alternativas para a construção da barragem de concreto: a barragem de gravidade maciça ou a barragem de gravidade aliviada, esta última concebida pelo engenheiro italiano Claudio Marcello, mas que nunca tinha sido construída com a envergadura requerida para o projeto de Itaipu. Em vista do grande volume de concreto em cada lançamento – no pico da produção, foram lançados, num único dia, 14995 m3 de concreto, os concretos foram produzidos a temperaturas não superiores a 7ºC, com cimentos com moderado calor de hidratação e com cinzas volantes, sendo utilizados, sempre que possível, agregados de 152mm diâmetro máximo, para combater os problemas de origem térmica.

No total da obra, foram usados 13,3 milhões de metros cúbicos de concreto, assim distribuídos: casa de força (3.323.614); barragem principal (7.359.104); vertedouro (792.000); barragem lateral direita (775.000); subestação e linhas de transmissão (42.000). Entre as técnicas utilizadas, estão: o concreto bombeado, o concreto transportado por esteiras, o espalhamento do concreto com trator de lâminas, as formas deslizantes, o concreto expansivo, o concreto com fibras, o concreto poroso, o concreto estrutural de elevadas resistências à compressão (50MPa), o concreto projetado, além dos variados concreto massa. A tecnologia do concreto, especialmente o concreto massa, estava bem consolidada no país. No entanto, Itaipu representou um desafio em termos do volume lançado de concreto e da logística exigida na sua construção.

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MATERIAIS E DOSAGENS DOS CONCRETOS

Antes de iniciar a implantação do projeto, todos os materiais tiveram suas propriedades previamente caracterizadas em laboratório externo especializado, seguido de um amplo estudo de dosagem, nas dimensões máximas características do agregado de 25 mm e 50 mm, para os tipos de concreto convencionais, bombeáveis e compactado com rolo.

A partir do desenvolvimento dos trabalhos na obra e da obtenção dos materiais em escala industrial, diversas ações foram tomadas, introduzindo melhorias no desempenho dos concretos, com benefícios técnicos e econômicos, no que concerne à redução de cimento e ao desempenho térmico. Dentre as medidas introduzidas, podem ser destacadas as seguintes:

• Melhoria na obtenção dos agregados, com alteração nas faixas granulométricas e redução de finos;
• Introdução de adição mineral ao cimento – sílica ativa, com a finalidade principal de: reduzir o consumo de cimento – associado aos aspectos térmicos e econômicos;
• Melhorar a microestrutura do concreto – associada à melhoria de eficiência e da durabilidade;
• Introdução da adição de fibras no concreto;
• Introdução de novos aditivos, por meio de estudos comparativos envolvendo vários fornecedores;
• Ensaios interlaboratoriais com cimento.

De posse de todas as alterações obtidas para os materiais, considerando os materiais já próximos de suas características finais, foi desenvolvido um novo estudo de dosagem, desta vez no laboratório da obra. Para que a obra não sofresse qualquer paralisação, as dosagens de concreto em uso foram sendo ajustadas conforme as necessidades impostas pelo material.

VIABILIDADES TÉCNICA E CONSTRUTIVA

Devido aos prazos estabelecidos para o cumprimento das etapas de implantação do projeto, nas estruturas principais, notadamente os Grupos de Geração GG1 a GG4, Vertedouros e Barragem de Gravidade a ser executada em CCR, as camadas de concreto foram projetadas com dimensões específicas para a obra de Santo Antônio, com blocos de fundação chegando a atingir 50m de comprimento.

Para minimizar os efeitos adversos de origem térmica, as estruturas tiveram os seus comportamentos térmicos amplamente estudados. Sempre buscando minimizar a ocorrência indesejável de fissuras, foram desenvolvidos vários estudos térmicos convencionais para avaliação do Comportamento térmico do concreto nas estruturas principais. Os estudos foram desenvolvidos pelo DCT. C/Furnas, na obra e em Goiânia.

PROCESSOS CONSTRUT IVOS

O desenvolvimento dos trabalhos vem sendo otimizado com as implementações de processos construtivos, com destaque para os seguintes:

• CCR rampado com evolução do lançamento em rampa (método chinês);
• Pré-moldados: utilização ampla de concreto pré-moldado nas estruturas do Vertedouro e Casa de Força;
• Viga Munhão: pré-montagem da armadura e bainhas; concretagem e uso de concreto pré-refrigerado;
•  “Stay Column”: concretagem de envolvimento e uso de concreto pré-refrigerado;
• Fôrmas deslizantes: uso de fôrma deslizante, com destaque para os pilares do Vertedouro principal e auxiliar, tomada d’água e Contrafortes da Casa de Força;
• Controle Térmico: nas fundações; utilização de sílica ativa; controle dos tempos de exposição das camadas; utilização de tela metálica; uso de aditivos de alto desempenho; e pré-refrigeração do concreto (gelo em escamas); Lançamento - Concreto convencional: utilização de Telebelt e Bomba;
• Reparos: uso de tubos de Sucção nas unidades geradoras 5 e 6;
• Soleiras e Ogivas (antes e após desvio): no Vertedouro principal;
• Tubos de Sucção: nas Paredes-Pilares a partir da soleira; uso de fôrmas fixas e deslizantes conjuntamente;
• “Hacht cover”: concretagem;
• “Jet-grouting”.

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RESULTADOS E DISCUSSÕES

Cimento Portland Comum CP I e CP I-S

Um tipo de cimento portland sem quaisquer adições além do gesso (utilizado como retardador da pega) é muito adequado para o uso em construções de concreto em geral quando não há exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas.

O Cimento Portland comum é usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento. Também é oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adições CP I-S, com 5% de material pozolânico em massa, recomendado para construções em geral, com as mesmas características.