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AVALIAO DA INFLUNCIA DA ARGAMASSA DE REVESTIMENTO NA
CAPACIDADE MECNICA DE PRISMAS DE BLOCOS CERMICOS
ESTRUTURAIS
ANGELO JUST DA COSTA E SILVA (1); JOO MANOEL DE FREITAS MOTA (2); FRED
RODRIGUES BARBOSA (3)
(1)
Universidade de [email protected]; (2) Faculdade do Vale do
[email protected]; (3) Faculdade do Vale do [email protected]
RESUMO
Levando em conta a grande quantidade de edificaes executadas em todo o Brasil
com paredes autoportantes, importante conhecer em detalhes a sua capacidade de
suporte e, notadamente, os fatores que podem contribuir no seu comportamento.
Destacam-se as argamassas de revestimento, cuja influncia pode variar conforme as
caractersticas dos blocos e das prprias argamassas. O presente trabalho foi
desenvolvido em laboratrio utilizando blocos cermicos estruturais para a confeco
de 18 prismas, os quais foram revestidos com argamassa de revestimento trao
1:1:6, tendo em vista ser utilizado em larga escala na Regio Metropolitana do Recife,
com espessuras de 10mm e 30mm, alm das amostras de referncia (sem
revestimento); todos ensaiados compresso. Os resultados encontrados
confirmaram a forte influncia da argamassa de revestimento no desempenho dos
prismas de blocos, e por consequncia nas paredes executadas com esses
componentes, com incrementos de at 26%, em comparao com as amostras de
referncia (sem revestimento). Tal comportamento confirma dados apresentados em
estudos similares realizados com blocos de vedao. Portanto, pode-se verificar a
influncia do revestimento, fundamentalmente quando se varia sua espessura. , Nessa
premissa, observa-se que o revestimento pode ser utilizado para o desenvolvimento
de tcnicas para projeto e reforo de estruturas similares em edificaes antigas oudeterioradas executadas com essa tcnica.
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Palavras-chave:revestimento, resistncia mecnica, alvenaria.
EVALUATION OF THE INFLUENCE OF MORTAR COATING ON CAPACITY OF
MECHANICAL STRUCTURAL IN PRISMS OF CERAMIC BLOCKS
ABSTRACT
Because of the large number of buildings made in Brazil with freestanding walls, it is
important to know in detail their ability to support and, in particular, the factors that
can contribute to your behavior. Noteworthy in this respect is the mortar coating,
whose influence can vary according to the characteristics of the blocks and their own
mortars. This work was developed in the laboratory using structural ceramic blocks for
making 18 prisms, which were coated with mortar coating (1:1:6) in thicknesses of
10mm and 30mm, in addition to reference samples (uncoated), all tested in
compression. The results confirmed the strong influence of the mortar coating
performance of the prisms of blocks, and consequently the walls performed with these
components, with increments up to 26% compared with the reference samples(uncoated). Such behavior confirms data presented in similar studies with bricks. These
results not only help in understanding the behavior of freestanding walls when asked
to compressive stresses, can also assist in developing and strengthening techniques for
design of similar structures in old buildings or deteriorated performed with this
technique
Key-words:coating, mechanical strength, bricks.
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1. INTRODUO
A alvenaria estrutural existe desde os primrdios da civilizao, surgida devido
escassez de abrigos naturais e da necessidade dos povos nmades de proteo e
conforto. As primeiras moradias eram de pedras ou tijolos assentados com argamassa
de barro (1).
As primeiras alvenarias em pedra ou em tijolo cermico seco ao sol apresentavam
grandes espessuras em suas obras, devido ao desconhecimento das caractersticas dos
materiais e de procedimentos de clculo. Vrios exemplos de obras construdas dessa
maneira permanecem at os dias atuais, entre elas as pirmides do Egito, as catedrais
da Idade Mdia, a Muralha da China, conformeFigura 1.
Figura 1 - Imagem da Muralha da China, executada em alvenaria estrutural.
Segundo Hendry (2), a alvenaria estrutural passou a ser tratada como uma tecnologia
de construo civil por volta do sculo XVII, quando os princpios de estatstica foram
aplicados para a investigao da estabilidade de arcos e domos. J no sculo XVIII, a
Revoluo Industrial incentivou a industrializao e otimizao dos processos
construtivos. Diante desses novos conceitos, a alvenaria estrutural se mostrou um
sistema de fcil industrializao, pois permite a padronizao e modulao dos
projetos, alm de proporcionar alta produtividade, economia e qualidade de obras,
quando aplicada com tcnicas produtivas adequadas.
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No Brasil, a alvenaria estrutural utilizada desde o incio do sculo XVII. Entretanto, o
uso de blocos estruturais, como parte de um processo construtivo voltado para a
obteno de edifcios mais econmicos e racionais, demorou muito a encontrar seu
espao(3). Segundo os mesmos autores, apesar de sua chegada tardia, o processo
construtivo de alvenaria estrutural acabou se firmando como uma alternativa eficiente
e econmica para a execuo de edifcios residenciais e tambm industriais.
Esta tecnologia construtiva foi consolidada na dcada de 80, atravs de normalizao
oficial consistente e razoavelmente ampla. No ano de 2005 as normas NBR 15270-2 e
NBR 15270-3 foram publicadas, tratando especificadamente dos blocos cermicos
estruturais.
Um exemplo da aplicao intensa da alvenaria estrutural no Brasil so os
empreendimentos habitacionais de baixa renda. Atualmente inmeros
empreendimentos so lanados com esta tecnologia como um meio de alcanar uma
reduo dos custos dos empreendimentos sem perder em qualidade.
1.1.
Resistncia mecnica de elementos de alvenaria
A resistncia compresso a propriedade principal das unidades de alvenaria a ser
levantada e controlada, uma vez que as estruturas de alvenaria so concebidas
primordialmente para resistirem aos carregamentos solicitantes. Ramalho e Corra (3)
citam dois procedimentos usados para a obteno da resistncia compresso das
paredes de alvenaria, so eles:
Estimativas pela resistncia de prismas: Neste mtodo a resistncia
determinada atravs de ensaios experimentais de prismas ou mini-paredes sob
compresso axial, nos quais so usados componentes idnticos aos que sero
utilizados na obra, conformeFigura 2.
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Figura 2 - Imagens de prismas utilizados para avaliao da resistncia axial compresso de paredes.
Estimativas por meio da resistncia medida dos componentes:Esse mtodo se
baseia em equaes empricas ou emprico-analticas que correlacionam a
resistncia compresso da alvenaria com as resistncias compresso dos
componentes: bloco e argamassa
1.2. Influncia da argamassa na resistncia da alvenaria
Algumas propriedades da alvenaria so influenciadas pelas dimenses e forma das
unidades, arranjos verticais e horizontais das juntas, anisotropia das unidades,
qualidade da mo de obra, condies de cura e propriedades mecnicas dos materiais
constituintes (7).
A resistncia compresso da argamassa de assentamento no influencia
significativamente na resistncia da parede, desde que no seja abaixo de 40% da
resistncia do bloco. Essa argamassa de assentamento deve ter resistncia entre 70% e
100% da resistncia do bloco. Aumentando a resistncia da argamassa de
assentamento, aumentar a resistncia da parede, at prximo de 3MPa, uma vez quepara valores superior no influenciar mais significativamente (5).
A NBR 15961-1(4)especifica a espessura da junta em 10 mm, com tolerncia de mais ou
menos 3mm, admitindo que valores fora deste padro mitigam o desempenho das
paredes.
No que se refere argamassa de revestimento, admite-se que as suas funes
principais so a regularizao das superfcies, proteo, acabamento, entre outras.
Porm, pesquisas diversas vm avaliando a sua influncia na rigidez das paredes,
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comprovando-se parcelas significativas de contribuio do revestimento nas alvenarias
executadas com elementos em blocos cermicos(5)ou em concreto(6).
Pode-se verificar que, em paredes de alvenaria estrutural de tijolos cermicos, a
argamassa de revestimento incrementa a resistncia e ductilidade (9).
Esse trabalho busca estudar a influncia da espessura da argamassa de revestimento
na resistncia mecnica de prismas de alvenaria estrutural, bem como a forma de
ruptura identificada.
2.
MATERIAIS E MTODOS
Os ensaios efetuados na presente pesquisa foram realizados em amostras preparadas
em um canteiro de obras na cidade do Recife com sistema de alvenaria estrutural em
blocos cermicos, onde se buscou empregar materiais, mo de obra e tcnicas de
preparao dos prismas conforme prescrito em normas pertinentes.
2.1. Caracterizao dos materiais utilizados
Os blocos cermicos usados neste trabalho so estruturais, conforme Figura 3,
provenientes de uma indstria cermica da regio, retirados de forma aleatria de um
mesmo lote, cuidando-se para evitar amostras com defeitos sistemticos (trincas,
quebras, deformaes). Os blocos possuem paredes vazadas e dimenses nominais de
(14x 19x29)cm, com resistncia mdia 10,23 MPa.
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Figura 3 - Amostra de bloco cermico estrutural usado na confeco dos prismas.
A argamassa de assentamento utilizada foi produzida no prprio canteiro de obras,
com espessura de 1cm, atendendo s seguintes proporcionalidades:
Argamassa intermediria:
Cal hidratada CHIII1 saco de 20Kg
Areia mdia mida peneirada (M.U. = 1,33g/cm3)105 litros
gua30 litros
Argamassa final
Cimento CPII-Z 321 saco de 50 Kg
Argamassa intermediria260 litros
2.2. Preparao dos prismas
Foram moldados prismas formados por dois blocos, sendo todos os prismas moldados
pelo mesmo operador, utilizando prumo de face e nvel para garantir a geometria dos
corpos de prova.
A preparao das amostras foi feita na obra, sendo moldados 18 prismas, todos ocos e
com espessura de assentamento de 1cm, sendo 6 deles sem revestimento (Famlia 1),
6 revestidos com argamassa de 10mm de espessura (Famlia 2), e outros 6 revestidoscom 30mm de espessura (Famlia 3), conforme apresentadas naFigura 4.
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Figura 4 - Amostras preparadas para o ensaio, sem revestimento (a), e com espessura de 10mm (b) e de 30mm (c)
(a) (b) (c)
No caso das amostras revestidas, num prazo de 3 dias antes da colocao da
argamassa foi aplicada camada de chapisco (trao 1:3cimento e areia) com colher de
pedreiro.
Concluda a moldagem, as amostras foram transportadas cuidadosamente para o
laboratrio de ensaio, empregando-se talas de madeira, conformeFigura 5,fixadas nas
faces superior e inferior, amarradas com arame recozido, seguindo os cuidadosprescritos na NBR 8215, item 5.2.
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Figura 5 - Amostras amarradas nas faces superior e inferior, preparadas para o transporte.
2.3.
Ensaios de resistncia compresso
Para a execuo do ensaio de compresso axial dos corpos de prova necessrio que
as superfcies onde se aplica as cargas sejam planas, paralelas e lisas, de modo que o
carregamento seja uniforme. Para atingir essas caractersticas os prismas foram
capeados no laboratrio, com pasta de cimento com espessura mxima de 3 mm
conforme NBR 15270-3 (ABNT, 2005).
Depois de endurecida a pasta de capeamento, de acordo com as Figuras 6 e 7, os
blocos foram imersos em gua, onde permaneceram por 24 horas antes da ruptura.
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Figura 6 - Capeamento efetuado em laboratrio, antes do ensaio.
Figura 7 - Amostras capeadas prontas para o ensaio de resistncia compresso axial.
Os ensaios de resistncia compresso dos prismas foram realizados em prensa
hidrulica com capacidade nominal de 100 toneladas, compatvel com as cargas deruptura esperadas e obtidas durante o carregamento, conformeFigura 8.
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Fortaleza, 7 a 9 de maio de 2013 - ISSN 2238-0191_____________________________________________________________________________Figura 8 - Imagens das amostras logo aps a ruptura na prensa: sem revestimento (a), com espessura de 10mm (b),
e de 30mm (c).
(a) (b) (c)
3. RESULTADOS E DISCUSSES
3.1. Resultados de resistncia compresso
Os valores dos resultados obtidos para carga de ruptura e resistncia compresso
dos prismas esto inicialmente apresentados de forma separada, em tabelas, seguido
pela avaliao conjunta indicada no grfico mostrado, ver na Figura 9. A Tabela 1
mostra os resultados da Famlia 1.
Tabela 1 - Resultados dos ensaios de resistncia compresso dos prismas sem revestimento.
N
Dimenses da pea
rea(cm)
Carga deRuptura
(kgf)
Tenso(MPa)
Comprimento(mm)
Largura (mm) Altura (mm)
C1 C2 L1 L2 H1 H2
1 291 290 139 139 390 391 406 33560 8,272 289 290 138 139 394 394 406 35450 8,73
3 290 290 139 139 393 391 406 29900 7,36
4 288 289 139 138 394 392 406 37050 9,13
5 289 290 138 138 394 393 406 22550 5,55
6 290 290 138 139 394 393 406 28360 6,99
Resistncia mdia compresso (MPa) 7,67
Desvio padro (MPa) 1,31
Coeficiente de variao (MPa) 17,14%
Para os prismas com revestimento de 10mm de espessura (Famlia 2), observam-se osresultados, de acordo com a Tabela 2.
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Tabela 2 - Resultados dos ensaios de resistncia compresso dos prismas com 10mm de espessura derevestimento.
N
Dimenses das peas
rea(mm)
Carga de
Ruptura(kgf)
Tenso(MPa)
Comprimento(mm) Largura (mm) Altura (mm)
C1 C2 L1 L2 H1 H2
1 290 290 165 167 396 395 406 38790 9,55
2 290 291 165 167 393 393 406 35460 8,73
3 289 290 166 164 389 387 406 37130 9,15
4 289 290 163 166 387 389 406 40350 9,94
5 290 290 166 164 389 389 406 41630 10,25
6 289 290 173 169 395 393 406 44790 11,03
Resistncia mdia compresso (MPa) 9,78
Desvio padro (MPa) 0,82
Coeficiente de variao (MPa) 8,39%
Para os prismas com revestimento de 30mm de espessura (Famlia 3), observam-se os
resultados naTabela 3.
Tabela 3 - Resultados dos ensaios de resistncia compresso dos prismas com 30mm de espessura derevestimento.
N
Dimenses das peas
rea(mm)
Carga deruptura
(kgf)
Tenso(MPa)
Comprimento(mm)
Largura (mm) Altura (mm)
C1 C2 L1 L2 H1 H2
1 289 290 199 199 393 393 406 38590 9,50
2 289 289 201 199 395 396 406 45150 11,12
3 289 289 201 203 393 391 406 34450 8,49
4 288 289 199 195 391 391 406 42920 10,57
5 288 289 203 204 387 389 406 48390 11,92
6 289 290 200 198 392 390 406 43900 10,81
Resistncia mdia compresso (MPa) 10,40
Desvio padro (MPa) 1,22
Coeficiente de variao (MPa) 11,77%
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Figura 9 - Grfico comparativo dos resultados de resistncia compresso obtidos nos ensaios.
Verificando a Figura 9, perceptvel o aumento na resistncia compresso dos
prismas com o aumento da espessura de revestimento. Os prismas com 3cm de
espessura (Famlia 3) mostraram um aumento de 6,34% em relao ao com 1cm de
espessura (Famlia 2) e 35,6% em relao ao sem revestimento (Famlia 1), enquanto
que a Famlia 2 apresentou resistncia de 27,5% maior do que o prisma da Famlia 1.
3.2.
Formas de ruptura dos prismas
Verificou-se na Figura 8, que a ruptura dos prismas ocorreu predominantemente por
trao dos septos dos blocos ligados argamassa de assentamento, tendo em vista
que essa deformao lateral desequilibra o estado de confinamento gerado pelo
carregamento. Nessa regio o bloco apresenta-se comprimido verticalmente e
tracionado nas duas direes horizontais; por sua vez, a argamassa encontra-se
triaxialmente comprimida.
Contudo, nos prismas da famlia 3 verificou-se ruptura por cisalhamento da capa do
revestimento, donde, pode-se atribuir essa forma de ruptura a robustez da capa (3cm),
haja vista restrio das deformaes laterais.
4. CONSIDERAES FINAIS
Com base nos resultados obtidos, podem-se tecer algumas concluses:
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- Nesse trabalho, verificou-se que os prismas com argamassa de revestimento com
3cm de espessura (famlia 3) incrementou 35,6% a resistncia compresso quando
comparou com os prismas da famlia 1 (sem revestimento). Entretanto, os prismas da
famlia 2 (com 1cm de espessura) elevou a resistncia compresso em 27,5% quando
comparado aos sem revestimento;
- tambm identificou incremento de resistncia quando comparou-se prismas com
3cm com os de 1cm (6,34%), denotando claramente a elevao da capacidade de
suporte devido a espessura do revestimento de argamassa;
- concernente a forma de ruptura, identifica-se nos prismas, fundamentalmente,ruptura brusca por trao dos septos, haja vista quebra do estado de confinamento
estabelecido na regio aderente entre o bloco e a argamassa de assentamento.
Ademais, para os prismas da famlia 3 (com 3cm de espessura), verificou-se
cisalhamento da capa de revestimento devido a restrio da deformao lateral da
mesma;
- pode-se sublinhar que, a influncia da argamassa de revestimento em alvenarias comblocos estruturais, menor do que as alvenarias com blocos de vedao, pois essa
elevao da capacidade mecnica inversamente proporcional a resistncia do bloco;
- sugere-se novas pesquisas variando tanto a espessura da argamassa, quanto a
resistncia compresso da argamassa, a fim de buscar formar informaes que levem
a formas de reforo.
5.
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