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Igor Pinheiro

C.E.O da Inova Civil
Ativo 17

Lajes BubbleDeck: Como economizar concreto com bolhas

      O setor da construção civil se desenvolveu muito desde a criação do concreto armado, os prédios têm se tornado cada vez mais altos e o vãos entre os pilares precisam ser cada vez maiores. Para superar esses vãos iniciou-se uma busca por métodos construtivos mais eficientes para execução de lajes que superam entre 6 e 10 metros de vãos e que sejam mais econômicas. Entre esses métodos está as lajes bubbledeck

Figura 1 – Lajes Bubbledeck.

      A espessura de uma laje é definida, principalmente, pelo comprimento do vão que ela precisa superar e à medida que o vão cresce a espessura da laje aumenta. Nas lajes maciças o aumento do vão acaba fazendo com que a laje fique com uma espessura tão elevada que se torne inviável economicamente e prejudique a estrutural pois o seu peso próprio fica muito alto, sendo a maior parte do carregamento da estrutura.

      As lajes maciças necessitam de uma grande quantidade de concreto, por isso costumam desperdiçar muito material, tornando-se mais pesadas e mais caras. A maior parte das opções para solucionar esse problema surgiu da ideia de substituir a parte do concreto que não possui função estrutural, ou seja, a parte do concreto que receber forças de tração.

      Por que a parte do concreto que recebe tração não possui função estrutural? A resistência a tração do concreto é muito menor que a resistência à compressão, geralmente, cerca de apenas 10% da resistência a compressão, então nas lajes o concreto que recebe esforços de tração é praticamente insignificante, não exercendo função estrutural.

      A espessura de uma laje é definida, principalmente, pelo comprimento do vão que ela precisa superar e à medida que o vão cresce a espessura da laje aumenta. Nas lajes maciças o aumento do vão acaba fazendo com que a laje fique com uma espessura tão elevada que se torne inviável economicamente e prejudique a estrutural pois o seu peso próprio fica muito alto, sendo a maior parte do carregamento da estrutura.

      As lajes maciças necessitam de uma grande quantidade de concreto, por isso costumam desperdiçar muito material, tornando-se mais pesadas e mais caras. A maior parte das opções para solucionar esse problema surgiu da ideia de substituir a parte do concreto que não possui função estrutural, ou seja, a parte do concreto que receber forças de tração.

      Por que a parte do concreto que recebe tração não possui função estrutural? A resistência a tração do concreto é muito menor que a resistência à compressão, geralmente, cerca de apenas 10% da resistência a compressão, então nas lajes o concreto que recebe esforços de tração é praticamente insignificante, não exercendo função estrutural.

Figura 2 – Esforços aplicados no concreto.

      Essa substituição do concreto que não exerce função estrutural pode ser feita de diversas formas e já existem diversos sistemas que apresentam o mesmo desempenho que as lajes maciças, mas que são bem mais econômicos e muitas vezes menos prejudiciais ao meio ambiente.

      Uma das principais alternativas utilizadas são as lajes nervurada (O que são as lajes nervuradas) que deixam o espaço que era ocupado pelo concreto que seria tracionado vazio. Mas também é possível que esse concreto seja substituído por algum material inerte com peso menor que o concreto como tijolos cerâmicos, blocos de concreto ou até mesmo bolhas de plástico.

      Quando o material usado na substituição são bolhas de plásticos temos as lajes chamadas de BubbleDeck e é sobre elas que vamos falar daqui pra frente.

  1. BubbleDeck

      As lajes bubbledeck surgiram na década de 80, quando o engenheiro dinamarquês Jorge Breunig, participou de um concurso criado pelo governo da Dinamarca para estimular o desenvolvimento de ideias construtivas diferenciadas para execução de lajes flexíveis, fazendo com que elas tivessem uma melhor solução ecológica, econômica e que pudesse ser aplicada em larga escala.

      A sua ideia partiu de um conceito que já era utilizado há bastante tempo, a utilização de lajes ocas, que utilizam concreto apenas nos pontos em que são aplicados esforços de compressão, já que a resistência à tração é muito pequena. Então utilizando essa referência ele desenvolveu a ideia de criar uma laje de concreto com vazios e esses vazios seriam esferas de plástico.

Figura 3 – Laje Bubbledeck.

Método construtivo

 

      Existem 3 maneiras de fazer lajes bubbledeck, utilizando módulos, utilizando pré-lajes ou utilizando painéis acabados.

Utilizando módulos:

      Na construção dessas lajes usando módulos as esferas de plástico são posicionadas em gaiolas metálicas formando os módulos. Esses módulos são posicionados sobre as formas de madeira convencionais utilizadas na concretagem de lajes maciças, depois que os módulos estão instalados é realizada a concretagem em duas etapas.

      Na primeira etapa realiza-se a concretagem até chegar numa cobertura de 60mm de espessura, na segunda etapa é realizada a cobertura por inteiro. Esse processo é realizado em duas partes para evitar que as esferas flutuem durante a concretagem.

      Geralmente, esse método é muito utilizado em reformas, pisos térreos e em casos de difícil acesso, já que os módulos podem ser transportados e posicionados manualmente.

Figura 4 – Módulos.
Figura 5 – Módulos sendo posicionado.

Utilizando pré-lajes:

      No segundo, método são utilizadas lajes pré-fabricadas de 60mm de espessura, nestas lajes são inseridos os módulos reforçados contendo as esferas plásticas. Depois que os painéis são montados é adicionado a estrutura as armaduras de reforço e as barras de ligação entre os módulos e em seguida é realizada a concretagem e finalização do processo.

      A vantagem de utilizar esse método é que ele elimina a necessidade de utilizar formas de madeira para poder realizar a concretagem. Além disso, esse método permite a adaptação fácil para qualquer tipo de piso, acomodação de tubos e parte das instalações, industrialização e produção dos painéis.

      A desvantagem desse método é a necessidade de utilização de guindastes para fazer a instalação devido ao grande peso dos módulos, mas, ainda assim, esse ainda é o modelo mais utilizado entre as lajes bubbledeck.

Figura 6 – Pré-lajes
Figura 7 – Sistema pré-laje posicionado.
Figura 8 – Concretagem.

 

Utilizando painéis acabado:

      O terceiro e último método utiliza painéis acabados. Esses painéis acabados são lajes concretadas com em fábricas e entregues no local da construção preparadas para serem içadas e posicionadas no local. Quando são colocadas no seu posicionamento final as armaduras de flexão são conectadas e as barras de ligação entre as placas são adicionadas para que elas fiquem unidas da melhor forma possível.

      Este tipo de método é aplicável para apoios em uma só direção e necessita da inclusão de vigas, suportes ou paredes, já que funcionam da mesma maneira que uma laje pré-moldada unidirecional.

Figura 9- Painel acabado.

Vantagens

      Ao substituir o concreto que não possui função estrutural pelas esferas de plástico ocorre uma diminuição do peso próprio da laje devido a diminuição do volume de concreto, deixando a laje mais leve sem causar perdas na sua função estrutural. Essa diminuição do peso próprio, que chega a ser de 35%, permite que as construções que utilizam esse método possuam vão maiores e menores restrições de sobrecargas.

      Outras vantagens do sistema bubbledeck que podem ser destacadas:

  • Eliminação de vigas – economia de fôrmas, execução mais barata e rápida de alvenarias e instalações;
  • Redução do volume de concreto – 3,5kg do plástico reciclável das esferas substituem 14,31kg de concreto;
  • Redução de energia e emissão de carbono – devido a utilização de plástico reciclável, diminuindo o do consumo de matérias primas;
  • Liberdade nos projetos – layouts flexíveis que facilmente se adaptam a layouts curvos e irregulares.
  • Aumento dos vãos nas duas direções
  • Desempenho acústico em conformidade com a Norma de Desempenho 15.575/ABNT;
  • Ganho de pé direito com o embutimento das instalações na laje;
  • Permite utilização de cabos de protensão;
  • Resistência ao fogo pode variar de 60 a 180 minutos (verificações realizadas de acordo com a ISSO 834) e as esferas carbonizam sem emitir gases tóxicos em caso de incêndio.

      Mas desvantagens também podem ser citadas sobre esse sistema de lajes, tais como:

  • Não normatizado em alguns países;
  • Necessidade de mão de obra especializada;
  • Possibilidade de dificuldade na execução por ter requisitos de projeto já especificados como largura mínima e espaçamento;
  • Cuidado especial no transporte;
  • Surgimento de problemas na ligação laje-pilar devido a alta concentração de esforços cisalhantes nessa área crítica.

Referências

Palla, Anna Elizabete Fonseca. Referencial teórico e estudo comparativo do dimensionamento de Lajes Bubbledeck. Universidade Federal de Goiás. Goiânia. 2017

Bezerra, Jones de Araújo. ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE LAJES BUBBLEDECK E LAJES LISAS MACIÇAS. UFC. Ceará. 2018.

Silva, Yuri Mariano de Oliveira. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE LAJES “BUBBLEDECK” E LAJES LISAS. UFRJ. Rio de Janeiro. 2011.

Figura 2 – Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisica/propriedades-mecanicas/>.

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