É de conhecimento geral que o tempo frio representa um problema para a execução de concreto. Muitas são as consultas feitas ao nosso Departamento Técnico sobre a betonagem em condições de baixa temperatura e, acima de tudo, a pergunta mais frequente é: Até que temperatura mínima posso betonar? Acreditamos que a resposta mais sensata, neste caso, seria um clichê: “Depende...”, já que se aventurar a determinar uma temperatura mínima pode ser arriscado, considerando os numerosos fatores que influenciam e sua relevância e, acima de tudo, as graves consequências estruturais causadas por uma execução negligente em condições de tempo frio.
Efeitos das baixas temperaturas na aplicação do betão
Os efeitos nocivos das baixas temperaturas sobre o betão recém executado são basicamente dois. A água pura congela a 0ºC e isso provoca um aumento de volume de aproximadamente 9%. Se isso ocorrer, e o betão ainda não tiver resistência suficiente à tração para suportar a tensão gerada pela congelamento da água interna, haverá danos irreversíveis que limitarão o desempenho mecânico e a durabilidade do betão. Nesse sentido, considera-se que o betão é resistente aos efeitos do tempo frio (por expansão da água congelada) quando atinge aproximadamente 3,5 N/mm2.
O segundo problema está relacionado com a velocidade de hidratação do cimento e está intimamente ligado ao primeiro problema. As baixas temperaturas atuam como um retardador de presa, retardando todo o processo de desenvolvimento de resistências (para atingir o valor mínimo a partir do qual o betão já pode enfrentar uma geada). A relevância deste problema será ainda maior se os cimentos evoluírem conforme a lógica das tendências (com o objetivo de reduzir emissões), resultando em cimentos mais sensíveis ao efeito retardador das baixas temperaturas.
Todas as normas de todos os países avançados relacionadas com a execução de estruturas de betão incluem condições e regulamentos para a betonagem em tempo frio. Em todas elas, lista-se uma série de medidas obrigatórias e condições limite para garantir a qualidade das estruturas quando se betona em tempo frio, que incluem o uso de aditivos anticongelantes e aceleradores de presa.
No entanto, de forma complementar às indicações das respetivas normas para a betonagem em tempo frio, há outras considerações também muito importantes que nem sempre são levadas em conta. E todas elas têm como objetivo que o betão tenha desenvolvido resistência suficiente no momento em que chegue a geada.
O aditivo mais importante quando se betona em tempo frio é o aditivo redutor de água
Quando se deve betonar em tempo frio, a primeira coisa que vem à mente são os aditivos anticongelantes. No entanto, raramente se conhece a importância e o papel que desempenha o uso de aditivos plastificantes, devido ao seu caráter retardador de presa. Este ponto é especialmente relevante no caso do betão preparado na central e fornecido em caminhão, onde esse tipo de aditivos é utilizado de forma regular.
O efeito retardador dos aditivos plastificantes convencionais aumenta exponencialmente com a diminuição da temperatura do betão fresco, portanto, em condições de tempo frio, devem ser usados de forma cautelosa. Em situações de baixa temperatura, é muito recomendável minimizar a dosagem de aditivo plastificante ao máximo (<0,4% spc) e aumentar a de aditivo superplastificante até obter a consistência desejada. Com essa prática, avança-se o início de presa do betão e acelera-se o desenvolvimento de resistências iniciais (sem praticamente consequências práticas sobre a manutenção de consistência durante o transporte), fato que é muito benéfico para que o betão possa desenvolver a máxima resistência no momento em que cheguem as temperaturas negativas.
A chave está em realizar a betonagem no momento ótimo do dia
Num dia de tempo frio, poderíamos afirmar que as temperaturas mínimas são registadas a partir do entardecer até as últimas horas da manhã. Durante este período de tempo, é possível que a temperatura esteja abaixo de 0ºC durante muitas horas, ficando o betão jovem exposto a possíveis danos. Em consequência, se no momento em que se deem essas condições o betão não tiver sido capaz de gerar resistência suficiente para resistir aos efeitos da geada, os danos serão inevitáveis e irreversíveis.
Sempre deve-se realizar a colocação da obra no momento mais cedo do dia a partir de que se ultrapasse a temperatura mínima permitida para a betonagem. Trata-se de permitir que o betão fresco possa estar o máximo de horas na faixa de temperaturas máximas para que endureça o mais rápido possível e possa desenvolver resistência durante o maior tempo possível (abaixo de +4 ºC a hidratação quase não progride). Esta é provavelmente a medida mais eficaz para betonar em tempo frio com garantias.
Os aditivos anticongelantes são utilizados em situações de tempo frio para acelerar o início de presa e o desenvolvimento de resistências iniciais durante o tempo em que, após a colocação da obra, as temperaturas são favoráveis para que a hidratação do cimento progrida. Esses aditivos permitem realizar a betonagem em condições em que, sem o seu uso, o betão jovem não poderia desenvolver a resistência mínima suficiente para enfrentar com garantias o momento das geadas. É o caso dos dias de inverno em que a temperatura máxima não ultrapassa os 5-6ºC, por exemplo, ou quando se combina baixa temperatura com alta umidade. Mas é importante destacar que não se trata de produtos milagrosos, portanto, sempre devem ser respeitadas as indicações das normas vigentes.
Se no momento da primeira geada o betão tiver desenvolvido resistência suficiente para tolerar a tensão gerada pelo congelamento da água, não importa qual seja a temperatura ambiente mínima que possa ser alcançada, pois os efeitos físicos são os mesmos a -3 ºC que a -10 ºC.
Poder-se-ia pensar que o momento ótimo para a betonagem em tempo frio seria coincidir com as temperaturas máximas do dia, mas não é assim. Por exemplo, uma betonagem às 16:00h seria uma temeridade apesar de estar na faixa horária de máxima temperatura, pois o betão não teria tempo suficiente para desenvolver a resistência mínima suficiente para o momento em que a temperatura começa a mostrar valores negativos.
Aproveitar o calor interno do betão fresco como acelerador de presa
Quando se dão as condições climáticas de tempo frio (para efeitos de betão), sem dúvida o momento em que o betão fresco está à sua máxima temperatura é logo após a mistura. A formação de etringita na fase imediata da hidratação do cimento e a energia da própria mistura geram calor que o betão recém misturado acumula. Além disso, a central de betão dispõe de meios para assegurar a temperatura mínima do betão fresco exigida em condições de tempo frio.
A partir daí, o calor interno acumulado no betão recém misturado será dissipado com o tempo. Portanto, é importante minimizar o tempo entre a mistura do betão e o final da colocação da obra. Executar um betão com alguns graus a mais de temperatura é crítico para acelerar o desenvolvimento de resistência inicial. Para isso, em condições de tempo frio, uma boa preparação na obra com o objetivo de aplicar o betão o mais rapidamente possível reduz os riscos típicos do tempo frio sobre o betão jovem. Na mesma linha, é preferível que o tempo de transporte entre a central e a obra seja o mais curto possível.
Nem todas as estruturas são iguais diante do tempo frio
Em linha com o ponto anterior, a dissipação do calor interno do betão recém misturado continua uma vez já executado (até o início de presa, quando se desenvolverá calor interno). Como regra geral, quanto maior for o volume de betão, menores os riscos frente às condições de tempo frio, mas além disso a perda do calor interno está intimamente ligada à geometria e à superfície exposta por onde poderá dissipar-se o calor interno da estrutura em particular.
Estruturas esbeltas ou com muita superfície exposta, como por exemplo um pavimento, perderão o calor acumulado mais rapidamente do que uma estrutura que acumule o maior volume com a mínima superfície de exposição ou diretamente protegidas (estruturas enterradas, fôrmas).
Sempre que se betona em tempo frio, é conveniente isolar e proteger ao máximo as estruturas recém betonadas para preservar ao máximo o calor interno, mas esta medida é especialmente crítica quando devem ser executadas estruturas desfavoráveis em relação à dissipação de calor.
