PRÉ MOLDADO

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SÉRGIO FERNANDO CARNEIRO DE SOUZA
CONCRETO PRÉ-MOLDADO
Guarulhos
2018
SÉRGIO FERNANDO CARNEIRO DE SOUZA
CONCRETO PRÉ-MOLDADO
Trabalho apresentado à Instituição Anhanguera Educacional S/A, como requisito parcial para a composição de nota bimestral referente a matéria Estruturas Especiais e Pré-Moldados para graduação no curso de Engenharia Civil. 
Professor: Dr. Edison Vianna
Guarulhos
2018
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1 – Exemplos de seções transversais, peças concreto pré-moldado	17
Figura 2 – Consolos para apoio em estruturas pré-moldadas	17
Figura 3 – Exemplo de apoio para pré-moldado	19
Figura 4 – Ilustração do sistema completo de paredes	22
Figura 5 – Dimensões mínimas para vergas e montantes	23
TABELAS
Tabela 1 – Exemplo de elementos em concreto pré-moldado	16
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCI	Associação Brasileira da Construção Industrializada
ABNT	Associação Brasileira de Normas Técnicas
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
A aplicação do concreto pré-moldado e pré-fabricado traz vários benefícios. Por exemplo, o reuso de suas formas e considerável redução de desperdício que trazem economia e sustentabilidade, a sua rapidez de execução, a maior facilidade no controle de qualidade no canteiro de obra e a industrialização na construção civil. 
Os concretos pré-moldados e pré-fabricados são materiais versáteis e possuem diversas aplicações e tipos de sistemas dentro da construção civil. Dessa forma, é importante saber quais são as melhores aplicações para este sistema construtivo de estruturas, pesquisando quando e onde é mais usual.
A utilização dos pré-fabricados de concreto divide-se nas seguintes etapas conforme Salas (1988): 
De 1950 a 1970 – período em que a falta de edificações ocasionadas pela devastação da guerra, houve a necessidade de se construir diversos edifícios, tanto habitacionais quanto escolares, hospitais e industriais. Os edifícios construídos nessa época eram compostos de elementos pré-fabricados, cujos componentes eram procedentes do mesmo fornecedor, constituindo o que se convencionou de chamar de ciclo fechado de produção. Segundo Ferreira (2003), utilizando uma filosofia baseada nos sistemas fechados, as realizações ocorridas no período do pós-guerra europeu na área de habitação criaram um estigma associando a construção pré-fabricada durante muitos anos à uniformidade, monotonia e rigidez na arquitetura, com flexibilidade "zero", onde a pré-fabricação com elementos “pesados” marcou o período. Além destas questões, as construções massivas, sem uma avaliação prévia de desempenho dos sistemas construtivos, ocasionaram o surgimento de muitas patologias.
 De 1970 a 1980 – Período em que ocorreram acidentes com alguns edifícios construídos com grandes painéis pré-fabricados. Esses acidentes provocaram além de uma rejeição social a esse tipo de edifício, uma profunda revisão no conceito de utilização nos processos construtivos em grandes elementos pré-fabricados. Neste contexto teve o início do declínio dos sistemas pré-fabricados de ciclo fechado de produção. 
Pós 1980 – Esta etapa caracterizou-se, em primeiro lugar, pela demolição de grandes conjuntos habitacionais, justificada dentro de um quadro crítico, especialmente de rejeição social e deterioração funcional. Em segundo lugar, pela consolidação de uma préfabricação de ciclo aberto, à base de componentes compatíveis, de origens diversas. 
Segundo Bruna (1976), “a industrialização de componentes destinados ao mercado e não, exclusivamente, às necessidades de uma só empresa é conhecida como ciclo aberto”. 
Conforme Ferreira (2003), os sistemas pré-fabricados de “ciclos abertos” surgiram na Europa com a proposta para uma pré-fabricação de componentes padronizados, os quais poderiam ser associados com produtos de outros fabricantes, onde a modulação e a padronização de componentes fornecem a base para a compatibilidade entre os elementos e subsistemas.
O conceito de sistemas flexibilizados na produção vai além da fábrica, com a possibilidade da produção de componentes no canteiro, dentro de um sistema com alto grau de controle e qualidade e de organização da produção (FERREIRA, 2003)
BREVE HISTÓRICO DA ALVENARIA ESTRUTURAL
Segundo a NBR 9062:2006 – Projeto e execução de concreto pré-moldado, o concreto pré-moldado é um elemento executado fora do seu local final de utilização que foi produzido em condições menos rigorosas de controle de qualidade e que é inspecionado individualmente ou por lotes, pelo próprio construtor, fiscalização do proprietário ou de organizações especializadas e que não necessitam de controle no laboratório ou outras instalações congêneres próprias. 
A mesma norma da ABNT já define elemento pré-fabricado como elemento prémoldado, executado industrialmente, mesmo em instalações temporárias em canteiros de obra, sob condições rigorosas de controle de qualidade. 
Segundo Vasconcelos (2002), não é possível se saber com precisão, quando se começou a usar a fabricação pré-moldada do concreto, já que na origem do concreto armado, ele já era moldado fora do local de sua aplicação final. Dessa maneira, pode-se dizer que a pré-moldagem surgiu junto com o surgimento do concreto armado. Porém, Talbot e Francis (2012) afirmam que o primeiro registro do uso do concreto pré-moldado na construção civil foi quando o engenheiro britânico John Alexander Brodie desenvolveu o uso de placas pré-moldadas em concreto para construção rápida e econômica e foram aplicadas várias obras utilizando o seu sistema em Liverpool, sua cidade natal. 
De acordo com Dawson (2003), durante o fim dos anos 40 e nos anos 50, o surgimento de processos mecanizados e o desenvolvimento dos guindastes trouxeram uma mudança significativa na indústria da construção civil. Com isso, os arquitetos passaram a projetar edificações de escritórios com amplas áreas livres de pilares. E também por causa da grande demanda de construções após a Segunda Guerra Mundial, a demanda de revestimentos pré-moldados que traziam economia de mão-de-obra e equipamento que agilizavam o erguimento da edificação também aumentou. Esses edifícios que foram construídos de maneira industrializada, em contraste com os edifícios de blocos dos anos 20 e 30, tinham uma aparência e qualidade que deixava a desejar, porém, atendiam ao seu objetivo na época.
De acordo com Vasconcelos (2002), a primeira grande obra que se tem registro no Brasil com o uso de peças pré-moldadas é o Hipódromo da Gávea, localizado no Rio de Janeiro. Foi construída em 1926 pela construtora dinamarquesa Christiani-Nielsen e foram aplicadas diversas soluções com o concreto pré-moldado.
ESPECIFICAÇõES DE PEÇAS E APLICAÇÕES
A tabela 3.1 mostra alguns exemplos de formas que podem ser aplicadas na utilização de concretos pré-moldados.
Van Acker (2002) explica que as peças pré-moldadas apresentam uma padronização para cada tipo de elemento. Geralmente, os detalhes, dimensões e geometria das seções transversais dos componentes são padronizados, o que não ocorre com frequência com relação ao seu comprimento. Exemplos de produtos que são padronizados são pilares, vigas e lajes de piso. Pode se observar exemplos de sessões transversais usadas em peças pré-moldadas na Figura 1.
As peças usadas em sistemas pré-fabricados, quando servem de apoio para outras peças, geralmente fazem uso de um consolo para a sua ligação. Usa-se consolos viga-viga, viga-pilar ou piso-parede como na Figura 2.
 	Dentre os elementos bidimensionais, destacam-se as lajes alveolares protendidas, que são “painéis de concreto com seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais responsáveis pela redução do peso próprio e da quantidade de concreto empregada no elemento” (MIZUMOTO et al, 2013, p. 2). Segundo Mizumoto (2013), as lajes alveolares trazemmuitas vantagens na construção, dentre elas, capacidade de vencer grandes vãos, baixo peso próprio e capacidade de produção em série. A norma brasileira de lajes alveolares – ABNT NBR 14861 estabelece os requisitos e procedimentos de projeto, na 11 produção e na montagem das lajes alveolares pré-moldadas de concreto protendido.
 	As especificações de concreto para agregados e aglomerantes, sua dosagem, bem como as suas propriedades (trabalhabilidade, durabilidade, diagrama tensão-deformação, módulo de deformação longitudinal à compressão, ao módulo de deformação transversal, coeficiente de Poisson, ao coeficiente de dilatação térmica e à retração e fluência) conforme orientado na NBR 9062:2006, devem estar de acordo com outra norma técnica, a NBR 6118:2014 que regulariza os projetos e execução em concreto armado. 
“De todos os tipos de cimento, o mais utilizado para a indústria de pré-fabricados é o CP V-ARI, devido à sua característica principal de resistência inicial elevada” (MELO, 2007, p. 405). O cimento CP V-ARI-RS que tem escória de alto-forno em sua composição pode ser utilizado para regiões com agressividade ambiental maior, pois o componente confere resistência a sulfatos. 
Com relação aos aditivos, conforme a NBR 9062:2006, “não podem conter ingredientes que proporcionem a corrosão do aço, sendo rigorosamente proibidos aditivos que contenham cloreto de cálcio ou quaisquer outros halogenetos”.
DIMENSIONAMENTO
 	Com relação ao dimensionamento das peças, deve-se levar em consideração fatores como tolerâncias globais compatíveis com o processo construtivo (fabricação e montagem).	
 	Os desenhos, segundo a NBR 9062:2006, devem representar, de forma clara e precisa, as dimensões e posições dos elementos, armaduras, insertos, furos, saliências e aberturas e devem ser elaborados facilitando a execução da estrutura e também a qualidade da produção dos elementos pré-moldados.
	A NBR 9062:2006 – Projeto e execução de concreto pré-moldado define os processos necessários para projeto e execução para os concretos pré-moldados e pré-fabricados. Segundo a referida norma “aplicam-se às estruturas de concreto pré-moldado as regras e processos de cálculo relativos às estruturas moldadas no local, conforme disposto na NBR 6118:2014, porém, são dadas algumas informações complementares em relação ao dimensionamento, estabilidade e ligações das estruturas.
 	Como estabelecido pela NBR 9062, os elementos pré-moldados podem ser assentados nos seus apoios definitivos: 
a) com junta a seco; 
b) com intercalação de uma camada de argamassa; 
c) com concretagem local; 
d) com rótulas metálicas; 
e) com almofadas de elastômero.
A Figura 3 mostra a representação de um apoio usado na pré-fabricação.
De acordo com Van Acken (2002), as possibilidades, restrições e vantagens do concreto pré-moldado devem ser consideradas na concepção do projeto, bem como sua caraterísticas de produção, transporte, montagem e estado de serviço. 
Para se obter um bom projeto de pré-fabricados Van Acken (2002) cita alguns conceitos a serem seguidos, tais como: 
a) respeito à filosofia específica de projeto. Deve-se atentar em utilizar um sistema de contraventamento próprio, utilizar grandes vãos e assegurar a integridade estrutural. 
b) usar soluções padronizadas sempre que possível que possibilita repetição e experiência e garante melhores custos, rapidez, qualidade e confiabilidade. É usada na modulação do projeto, padronização de material entre fabricantes e padronização executiva. 
c) tolerâncias dimensionais. Devem ser considerados no projeto: necessidade de aparelho de apoio, tolerância de absorção nas ligações e tolerâncias de movimentação térmica. 
d) obter vantagem do processo de industrialização. 
Segundo Van Acken (2002), a modulação é importante economicamente para o projeto e a construção de edifícios em pré-moldados, tanto para o trabalho estrutural como para o acabamento. A ABNT NBR 15873:2010 – Coordenação modular para edificações é a norma em vigor que define os princípios, os termos e o valor do módulo básico da coordenação modular para edificações. Segundo a ABDI (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial), esta norma é importante para a elaboração de uma construção modular, pois permite: 
 Reduzir e dar coerência à variedade de medidas utilizadas na fabricação de componentes; 
 Simplificar a coordenação dimensional nos projetos das edificações, que hoje é elaborada caso a caso; 
 Simplificar o processo de marcação no canteiro de obras para posicionamento e montagem de componentes construtivos;
 Reduzir cortes e ajustes de componentes e elementos construtivos e a geração de resíduos no canteiro de obras; 
 Aumentar a intercambiabilidade de componentes tanto na construção inicial quanto em reformas e melhorias ao longo da vida útil da edificação; Evitar cortes e ajustes desnecessários; 
 Induzir maior cuidado na resolução de projetos e maior acuidade técnica na sua execução;
 Ampliar a cooperação entre os diversos agentes da cadeia produtiva da construção;
 Minimizar desperdícios, com redução de custos e diminuição nos prazos de execução das obras, devido à maior facilidade de ajustes e montagens.
Antes da instalação dos elementos pré-moldados, é importante levar em consideração a acessibilidade e estocagem dos materiais no canteiro de obras, a lista de material a ser entregue na obra para se obter seus tipos, quantidade e identificam corretos e a capacidade de carga e espaço das gruas a serem usadas. Também devem ser feitos medições para se apurar as dimensões das peças entregues e inspeção visual para se identificar possíveis defeitos. As peças devem ser estocadas de maneira que as primeiras peças a serem usadas sejam acessadas antes das outras (First in First Out).
O PROJETO DE HABITAçÃO
Sistema completo de paredes para uma residência é constituído e executado em concreto pré-moldado, onde algumas exercem função estrutural, e outras apenas a função de fechamento, este sistema conta também com fachadas projetadas tipo sanduíche, onde a camada interna pode ou não ter função estrutural. Os pisos para obras de grande porte e ou com grandes vãos são, geralmente, executados com lajes alveolares protendidas, no caso de obras residenciais, que é foco deste trabalho, utiliza-se com mais frequência lajes pré-fabricadas. 
A figura 4 ilustra, de maneira bem sucinta, o sistema completo de paredes, exemplo de construção industrializada que otimiza a execução da obra, racionalizando mão de obra e obtendo mais economia em menos tempo, além de proporcionar todos os requisitos básicos exigidos na norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013).
Os elementos de paredes pré-moldadas de concreto possuem variação de espessura entre 80 a 240 mm, visando a atender aos requisitos de isolamento acústico e resistência. A altura máxima para estes painéis gira em torno de 4,20 metros, podendo, em casos excepcionais, chegar a 4,50 metros. Estas dimensões são condicionadas conforme a possibilidade de transporte, sendo assim, a variação de comprimento é de 2,40 metros até 14 metros.
Seguindo os parâmetros de industrialização, os elementos de paredes pré-moldadas são concebidos em usina em bancada longa ou em baterias de formas. Nesta etapa, já são alocados os conduítes para condução do sistema elétrico e também definidas as posições e dimensões de portas e janelas. Como vantagem, se tem maior praticidade e tempo de construção menor, por outro lado, a desvantagem é que uma vez executada, existe uma grande dificuldade em fazer modificações na mesma, já que sua produção já traz, bem definidos, os parâmetros de projeto.
 
Este exemplo trata da ideia de industrialização em CICLO ABERTO, onde são seguidas determinadas recomendações técnicas padronizadas, assim como também variações construtivas próprias de cada fabricante, devidamente reconhecidas, de acordo com prévia análise, e subsequentemente validadas, por meio de documento técnico.
 VANTAGENS
 	Comparado aos métodos de construção tradicionaise outros materiais de construção, os sistemas pré-fabricados, como método construtivo, e o concreto, como material, têm muitas características positivas (ACKER, 2002). 
 	É uma forma industrializada de construção com muitas vantagens. 
Produtos feitos na fábrica
 	 A forma mais efetiva de industrializar o setor da construção civil é transferir o trabalho realizado nos canteiros para fábricas permanentes e modernas. 
Uso otimizado de materiais 
 	A pré-fabricação possui um maior potencial econômico, desempenho estrutural e durabilidade do que as construções moldadas no local, por causa do uso altamente potencializado e otimizado dos materiais. Isso é obtido por meio do uso de equipamentos modernos e de procedimentos de fabricação cuidadosamente elaborados (ACKER, 2002). 
Menor tempo de construção 
Menos da metade do tempo necessário para construção convencional moldada no local (ACKER, 2002). 
Qualidade 
O termo qualidade tem um significado amplo, o objetivo final é conseguir que os produtos e serviços respondam as expectativas do usuário. Isso se inicia no estudo preliminar 26 do projeto, continuando com a produção de componentes e com o respeito ao cronograma de entrega e de montagem do sistema construtivo pré-fabricado (ACKER, 2002). 
A garantia da qualidade durante a fabricação se baseia em quatro pontos: 1) mão-de-obra; 2) instalações e equipamentos na fábrica; 3) matéria-prima e processos operacionais; 4) controle de qualidade na execução. 
Oportunidade para boa arquitetura Dentro do contexto da pré-fabricação aberta, o projeto do edifício não está restrito aos elementos de concreto produzidos em série e quase todo tipo de edificação pode ser adaptada aos requisitos dos fabricantes ou do arquiteto. Não há contradição entre elegância arquitetônica, variedade e eficiência (ACKER, 2002). 
Eficiência estrutural 
O concreto pré-moldado oferece recursos consideráveis para melhorar a eficiência estrutural. Vãos grandes e redução da altura efetiva podem ser obtidos usando concreto protendido para elementos de vigas e de lajes. Para construções industriais e comerciais, os vãos do piso podem chegar a 40m ou mais. Para estacionamentos, o concreto pré-fabricado permite que mais carros sejam colocados na mesma vaga, por causa dos grandes vãos e das seções de pilares mais esbeltas. Isso oferece não apenas flexibilidade na construção, como também maior vida útil da edificação, pois há maior adaptabilidade para novos usos. Dessa maneira, a construção retém seu valor comercial por mais tempo (ACKER, 2002). 
Flexibilidade no uso 
Certos tipos de construções são frequentemente devem ser adaptáveis para satisfazer as necessidades dos usuários, como é o caso de escritórios, onde a solução mais apropriada é criar um grande espaço interno livre sem nenhuma restrição para possibilitar a adaptação de possíveis subdivisões com divisórias (ACKER, 2002).
Adaptabilidade 
Futuramente, haverá muito menos demolição de edificações inteiras e mais demandas para adaptar as construções existentes para as novas exigências do mercado. As razões principais para essa atitude serão os custos elevados para demolição devido a barulho, poeira, problemas com tráfego e muitas outras inconveniências. Por outro lado, depois de 30 ou 50 anos, um prédio comercial se torna menos atrativo para alugar, e o proprietário vai querer fazer algumas inovações, como por exemplo, uma fachada mais moderna. O conceito do projeto deveria facilitar tais renovações, sem necessidade de demolir o resto da estrutura (ACKER, 2002).
Material resistente ao fogo
 	Normalmente, as estruturas em concreto armado e protendido apresentam resistência ao fogo de 60 a 120 minutos ou mais. Para edificações comerciais, todos os tipos de componentes pré-moldados sem nenhuma medida especial de proteção atingem a exigência de resistência ao fogo de 60 minutos. Para outros tipos de edificações, a resistência ao fogo de 90 a 120 minutos é conseguida aumentando o cobrimento da armadura (ACKER, 2002). 
Construção menos agressiva ao meio ambiente 
A preservação do meio ambiente está se tornando um assunto globalmente importante. Desde que as necessidades mais básicas de qualquer geração são moradia e mobilidade, o setor da construção civil ocupa uma posição central nesse desenvolvimento. Mas, a maioria das atividades na área da construção civil ainda gera um impacto desfavorável sobre o meio ambiente em termos de consumo de energia, utilização não racional de recursos naturais, poluição, barulho e desperdício durante a produção (ACKER, 2002). 
No contexto de uma relação mais amigável ao meio ambiente, a indústria do concreto pré-moldado apresenta-se como uma alternativa viável: com uso reduzido de materiais até 45%; redução do consumo de energia de até 30%; diminuição do desperdício com demolição de até 40%. Muitas fábricas estão reciclando o desperdício do concreto, tanto o endurecido quanto o fresco, e futuramente as indústrias de pré-fabricados funcionarão como um sistema de produção fechado, onde todo material gasto é processado e utilizado novamente
DESVANTAGENS
 	As críticas a esse tipo de produção podem ser abordadas em quatro diferentes ordens, social, econômica, política e cultural:
Ordem social
 	A pré-fabricação é um sistema construtivo não modificável, e, portanto, insuficiente para responder às necessidades de elasticidade urbana, fruto de um mercado ativo e em expansão. A moradia pré-fabricada não consegue adaptar-se às necessidades de habitação e 28 suas evoluções. Classes de igual situação econômica têm a instalação de células habitacionais mais ou menos idênticas. O emprego de máquinas na montagem das construções dispensa grande parte da mão-de-obra. O processo de montagem é simples, não necessitando de mão-de-obra especializada; o que permite também uma maior flexibilidade de movimentação de uma obra à outra.
Ordem econômica
 	O custo da produção é reduzido em relação ao sistema de construção convencional devido ao aumento da escala de produção pela criação dos edifícios de catálogo. Apesar da redução do custo em termos de montagem, o projeto torna-se mais caro pelas exigências de detalhamento e também o transporte de peças é dificultado pelas suas grandes dimensões. A duração da obra limita-se aos trabalhos de cimentação e à montagem dos elementos pré-fabricados. As construções, por realizarem-se praticamente "em seco", podem ser habitadas muito antes. 
 	Há a redução do peso total do edifício, pela diminuição da quantidade de materiais para a agregação empregados, como por exemplo, o cimento. O trabalho não depende das condições do tempo, podendo ser realizado em locais cobertos e fechados.
Ordem política
 	O Estado tem importante papel, por ser um dos únicos clientes capazes de dar volume de trabalho suficiente para justificar a criação desse tipo de estruturas e garantir a demanda constante de moradias para um futuro imediato. O problema consequente dessas novas demandas é a exclusão de empresas menores que não suportam a competitividade nesta escala.
Ordem cultural
 	A solução da industrialização da construção busca-se apenas no campo tecnológico, ao invés de adquirir um sentido global. 29 A maioria dos projetistas pouco conhece a respeito dessa técnica de produção, ocorrendo, assim, o perigo da repetitividade de projetos e a perda de interesse na arte de projetar.
CoNSIDERAÇÕES FINAIS
 	A execução de uma obra em pré-moldado é rápida e eficaz e pode-se avaliar com precisão o custo fixo da estrutura sem sofrer alteração de preço no decorrer da construção, o que acaba agradando muito o cliente final, que por sinal fica satisfeito em ter a sua obra concluída no prazo combinado, e sem ter que gastar nada além do combinado.	
 	Além das vantagens de redução do tempo de execução da obra e da redução dos custos, pode-se tirar como conclusão que as obras passam a ter os canteiros-de-obra mais organizados bem como a padronização dos elementos estruturais.
REFERÊNCIAS
ABCI - Associação Brasileira da Construção Industrializada.A história dos pré-fabricados e sua evolução no Brasil. São Paulo. 1980. 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR – 9062. Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-Moldado. Rio de Janeiro, dez. 2001. Disponível Em: Acesso em: 18 nov. 2018. 
ACKER, A. V. Manual de sistemas pré-fabricados de concreto. Tradução: Marcelo Ferreira (ABCIC-2002). 2002. 
BRUNA, P. Arquitetura, industrialização e desenvolvimento. EDUSP/Perspectiva, Coleção Debates, número 135, São Paulo, 1976. 
FERREIRA, M.A. A importância dos sistemas flexibilizados. 2003. 8p. (Apostila)
. 
MELHADO, S. B.; BARROS, M. M. S. B. Recomendações para a produção de estruturas de concreto armado em edifícios. São Paulo: Projeto EPUSP/SENAI, 1998.
 
SALAS, S. J. Construção industrializada: pré-fabricação. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas. 1988.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA PRÉ-FABRICAÇÃO DO CONCRETO. Disponível em: http://www.arq.ufsc.br/arq5661/ConcretoPre-Fabricado/vantagens.html Acesso em: 16 nov. 2018. 
VASCONCELOS, A. C. O concreto no Brasil: pré-fabricação, monumentos, fundações. Studio Nobel. São Paulo: Studio Nobel, 2002, v. III>. Acesso em: 16 nov. 2018.