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ISABELA BERTELI FALEIROS
WELLINGTON MANIGLIA
COMPORTAMENTO DA ALVENARIA ESTRUTURAL:
verificação da tração na flexão
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial, para
obtenção de grau no curso de Engenharia
Civil, da Universidade de Franca.
Orientador: Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes
FRANCA
2018
DEDICAMOS este trabalho aos nossos pais, que nos
proporcionaram a realização do desejo de cursar engenharia,
aos nossos familiares e amigos, que sempre nos apoiaram, e
aos colegas de sala e professores que nos acompanharam ao
longo destes cinco anos de curso.
AGRADECEMOS a Deus, fonte de amor, justiça e sabedoria; ao
orientador Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes, que muito nos apoiou
e auxiliou através de seu profundo conhecimento; a todos que,
direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste
trabalho.
“A maior recompensa para o trabalho do homem não é o que ele
ganha com isso, mas o que ele se torna com isso.”
John Ruskin
“Só existem dois dias no ano em que nada pode ser feito. Um se
chama ontem e o outro se chama amanhã, portanto hoje é o dia
certo para amar, acreditar, fazer e principalmente viver.”
Dalai Lama
RESUMO
FALEIROS, Isabela Berteli; MANIGLIA, Wellington. Ensaios Comparativos com
argamassas Industrializada e Tradicional com aplicação em Alvenaria
Estrutural, 2018, 100p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia
Civil) – Universidade de Franca, Franca.
Com o desenvolvimento de argamassas no mercado industrial da construção civil e
a falta de conhecimento de alguns profissionais neste tipo de material aplicado no
assentamento de alvenaria estrutural, este trabalho foi desenvolvido para descrever a
pesquisa para avaliar a resistência de aderência de argamassas aos prismas de
alvenaria estrutural e cujo o objetivo comparar a resistência à tração na flexão de
prismas de blocos estruturais cerâmicos e de concreto, para obter a relação de
aderência entre quatro tipos distintos de argamassas, sendo dois traços de
argamassas tradicionais e duas industrializadas. Utilizado de métodos laboratoriais
onde foram realizados ensaios de tração na flexão no período de 14 e 28 dias de idade
para os devidos blocos, sendo que o traço I em estudo é 1:1:6 e o traço II é 1:2,5:3,
que apresenta resistência média esperada de 5 MPa e 4 MPa respectivamente. Para
os ensaios de aderência da argamassa ao substrato foram utilizados prismas
compostos por cinco (5) elementos de blocos cerâmicos e de concreto que após
aguardarem as data de cura foram ensaiados para verificar capacidade de ruptura de
cada prisma. As argamassas industrializadas aplicadas na alvenaria de concreto
apresentaram resultados mais significativos na aderência em relação aos demais.
Após obter os resultados foi realizado um estudo estatístico através do teste TUKEY
e da análise de variância ANOVA One Way para verificar se as diferenças das médias
dos resultados são significativas para poder afirmar que são causadas pelas
diferentes resistências dos componentes utilizados nos prismas ou pela diferença de
idade dos corpos de prova. Concluiu-se que há diferença significativa entre as
aderências dos prismas ocos compostos por argamassa industrializada e tradicional.
A idade dos corpos de prova foi outro fator que influenciou nas diferenças significativas
dos resultados de resistência à tração.
Palavras-chave: Argamassas; Alvenaria estrutural; Prismas de alvenaria; Tração na
flexão
ABSTRACT
FALEIROS, Isabela Berteli; MANIGLIA, Wellington. Comparative tests with
industrialized and traditional mortar in structural masonry. 2018, 100p. Course
Completion Work (Graduation in Civil Engineering) - University of Franca, Franca
.
With the development of mortars in the market of the construction industry and the
lack of knowledge of some professionals in this type of material applied in the laying
of structural masonry, this work was developed to describe the research to evaluate
the adhesion resistance of mortars to the prisms of structural masonry and it has the
objective of comparing the tensile strenght of the concrete and ceramics structural
blocks’ bending to obtain the relation of adhering between four different types of
mortar, two of them tradicional and the other two traits, manufactured. Using
laboratory methods where tests have been made in the period of 14 and 28 days old
of the blocks, and the trait I that are under study is 1:1:6 and the II is 1:2,5:3, that
presents an expected average tensile strenght of 5 MPa and 4 MPa respectively. For
the tests, adhesion tests of the mortar to the substrate was utilized prisms made with
five (5) elements of concrete and ceramic blocks,which after waiting for the curing
dates were tested to verify the breaking capacity of each prism. The manufactured
mortar applied on the concrete masonry showed more significant results on the
adhering than the rest. After obtaining the results, a new statistical study was
conducted through the TUKEY test and the analysis of variance (ANOVA) to verify if
the differences between the average of the results are significant to conclude that
they are caused by the diferente tensile strenght of the components utilized on the
study or by the age difference of the test pieces. It is concludes that it has a
significant difference between the adherence of the hollow prisms made of tradicional
mortar and the manufactured one. The age of the components utilized on the tests is
another factor that has influenced on the difference between the tensile strenght
results.
Key words: Mortars; Structural masonry; Masonry prisms; Traction Flexion
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Formatos de blocos estruturais cerâmicos.................................................8
Figura 2 - Tipos de blocos estruturais cerâmicos .......................................................9
Figura 3 - Extrusão por máquina de argila crua........................................................10
Figura 4 - Tipos de blocos estruturais de concretos.................................................13
Figura 5 - Ensaios do índice de consistência padrão ...............................................17
Figura 6 - Ensaios de tração na flexão nos prismas.................................................19
Figura 7 - Ensaios de compressão em CPs ............................................................20
Figura 8 - Tipos de assentamentos na construção de prismas ................................21
Figura 9 - Etapas de produção da argamassa industrializada .................................22
Figura 10 - Ilustração de diversidade de prismas.....................................................24
Figura 11 - Equipamentos utilizados na granulometria.............................................31
Figura 12 - Agregados para argamassa de assentamento.......................................33
Figura 13 - Mistura dos agregados com uso da batedeira .......................................33
Figura 14 - Aplicação de solução desmoldante no molde metálico..........................34
Figura 15 – Sequência da moldagem dos CPs ........................................................34
Figura 16 - Organização dos CPs para testes de compressão e flexão...................35
Figura 17 – Máquina de ensaios de compressão e tração de CPs ..........................37
Figura 18 - Acessórios para execução dos ensaios .................................................37
Figura 19 - Sequência de ensaios de flexão nos CPs ..............................................38
Figura 20 - Sequência dos ensaios de compressão nos CPs .................................38
Figura 21 - Disposição dos blocos para medição dimensional................................40
Figura 22 - Pontos de medição conforme ABNT NBR 15270: 2017.........................40
Figura 23 - Sequência das medições efetuadas nos blocos ....................................40
Figura 24 - Sequência das medições dimensionais dos blocos ...............................41
Figura 25 - Pontos determinados para medição de esquadramento ........................41
Figura 26 - Sequência das medições de esquadramento e planeza........................42
Figura 27 - Pontos de medição dos septos ..............................................................42
Figura 28 - Pontos de medição das paredes internas do bloco................................42
Figura 29 - Pesagem inicial dos blocos ....................................................................43
Figura 30 - Processo do ensaio de absorção ...........................................................43
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Dimensões de fabricação de blocos estruturais cerâmicos ......................9
Tabela 2 - Dimensões de blocos estruturais de concreto .........................................12
Tabela 3 - Principais propriedades da argamassa de assentamento .......................16
Tabela 4 - Classificação das argamassas ................................................................20
Tabela 5 - Resistência indicada para argamassas ...................................................20
Tabela 6 - Valores de ø em função da quantidade de prismas.................................26
Tabela 7 - Resistência ao cisalhamento ...................................................................27
Tabela 8 - Número de CPs em cada categoria de prismas ......................................27
Tabela 9 - Resultados médios de resistência à tração na flexão dos prismas..........28
Tabela 10 - Massas mínimas de amostras de ensaios .............................................31
Tabela 11 - Composições dos cimentos Portland comuns e compostos ..................32
Tabela 12 - Nomeação das argamassas para moldagem dos CPs..........................32
Tabela 13 - Dados das argamassas utilizados nos ensaios .....................................36
Tabela 14- Divisão dos CPs......................................................................................36
Tabela 15 - Requisitos dimensionais do bloco cerâmico ..........................................39
Tabela 16 - Combinações de argamassas para os prismas .....................................47
Tabela 17- Massa de areia retida nas peneiras.......................................................54
Tabela 18 - Classificação da areia............................................................................55
Tabela 19 - Resultados obtidos nos ensaios de tração das argamassas .................56
Tabela 20 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs ....................57
Tabela 21 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs ....................58
Tabela 22 - Dimensões obtidas nos blocos cerâmicos ensaiados............................59
Tabela 23 - Dimensões das paredes externas..........................................................60
Tabela 24 - Dimensões do esquadro e planeza........................................................61
Tabela 25 - Dimensões obtidas das paredes internas..............................................62
Tabela 26 - Dimensões de largura, comprimento e altura ........................................63
Tabela 27 - Dimensões das paredes da parte inferior do bloco................................64
Tabela 28 - Resultado da medição dos furos............................................................65
Tabela 29 - Medição da massa seca e úmida...........................................................66
Tabela 30 - Medição da massa seca e úmida do bloco de concreto ........................67
Tabela 31- Resultado dos cálculos de Momento máximo e Força............................68
Tabela 33 - Análise estatística entre diferentes tipos de argamassa ........................69
Tabela 34 - CPs das argamassas de teste na tração ...............................................70
Tabela 35 - Resultados de avaliação entre argamassa por Ft (N)............................71
Tabela 36 - Resultados de avaliação entre argamassas por Rf (MPa).....................71
Tabela 37 - CPs das argamassas dos prismas na tração.........................................71
Tabela 38 - Resultado dos CPs de argamassa de assentamento dos prismas por Ft
(N) ....................................................72
Tabela 39 - Resultado dos CPs de argamassa de assentamento ........ por Rf (MPa)
....................................................72
Tabela 40 - Comparativo entre os CPs de Testes X Assentamento.........................73
Tabela 41 - Resultado dos carregamentos aplicados nos prismas...........................74
Tabela 42 – Comparativo em % da carga de carregamento.....................................75
Tabela 43– Comparativo em % da carga de carregamento......................................76
Tabela 44 - Valores característicos da resistência à tração na flexão – ftk .......(MPa)
.......................................77
Tabela 45- Resultados da resistência à tração dos prismas estruturais de concreto77
Tabela 46 - Valores característicos da resistência à tração na flexão - ftk (MPa).....78
Tabela 47 - Resultados da resistência à tração nos prismas estruturais cerâmicos.78
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Curva granulométrica da areia ...............................................................55
Gráfico 2 - Carregamento de carga nos prismas com 14 dias de idade...................75
Gráfico 3 - Carregamento de carga nos prismas com 28 dias de idade...................76
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 – Resistência à compressão e de elasticidade de prisma......................25
Equação 2 – Cálculo de Absorção de Água do bloco cerâmico ...............................66
Equação 3 - Cálculo de absorção de água do bloco de concreto.............................67
Equação 4 – Cálculo do momento máximo ..............................................................68
LISTA DE SÍMBOLOS
a/c - Relação água/cimento
C - Comprimento
D - Desvio em relação ao esquadro
d - Espessura do septo
di - Espessura da parede interna
F - Planeza da face
fa - Resistência da argamassa
fbk - Resistência característica do bloco
fck - Resistência característica do concreto à compressão
fpk - Resistência característica do prisma
fpk,est - Resistência característica estimada
Ft - Força tração
fvk - Resistência característica ao cisalhamento
H - Altura
kg - Quilograma
Kg - Quilograma
KN – Quilo Newton
kN/m³ - Quilo Newton por metro cúbico
L - Largura
mm - Milímetro
MPa - Mega Pascal
N - Newton
Ø - Diâmetro
Rf - Resistência à tração
μ - Coeficiente de atrito
μσ - Nível pré-compressão
σ - Tensão normal
LISTA DE ABREVIAÇÕES
A - Argamassa
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANOVA - Análise de Variância
B - Bloco
CPs - Corpo de Prova
CP - Cimento Portland
NBR - Norma Brasileira
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................1
OBJETIVOS ................................................................................................................2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................2
JUSTIFICATIVA ..........................................................................................................3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................4
2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL .................................................................................4
2.2 COMPONENTES E ELEMENTOS DA ALVENARIA ESTRUTURAL ....................5
2.3 BLOCOS ...............................................................................................................6
2.3.1 Propriedades mecânicas.............................................................................6
2.3.2 Resistência à tração....................................................................................6
2.3.3 Bloco cerâmico estrutural............................................................................7
2.3.4 Dimensões ..................................................................................................8
2.3.5 Processo de produção ..............................................................................10
2.3.6 Bloco estrutural de concreto......................................................................11
2.3.7 Dimensões ................................................................................................12
2.3.8 Processo de produção ..............................................................................13
2.4 ARGAMASSA......................................................................................................14
2.4.1 Argamassa de assentamento....................................................................15
2.4.2 Trabalhabilidade........................................................................................17
2.4.3 Retenção de água.....................................................................................18
2.4.5 Resistência à compressão ........................................................................19
2.4.6 Tipo de assentamento e espessura das juntas.........................................21
2.4.7 Produção...................................................................................................21
2.4.8 Processos de produção.............................................................................22
2.4.9 Vantagens.................................................................................................23
2.5 PRISMA SIMPLES ..............................................................................................24
2.5.1 Resistência à compressão ........................................................................25
2.5.2 Cisalhamento ............................................................................................26
2.5.3 Flexão na tração .......................................................................................27
2.6 TRABALHOS EXPERIMENTAIS DE RESISTÊNCIA DE TRAÇÃO NA FLEXÃO
EM ALVENARIA ESTRUTURAL...............................................................................28
2.6.1 Pesquisador – Fortes, Ernesto Silva .........................................................28
2.6.2 Pesquisador - Leão, Carlos Tasior............................................................29
2.6.3 Pesquisador – Ferraz, Fabiana Carvalho..................................................29
3. MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................30
3.1 Fase 1- DESCRIÇÃO DA CARACTERIZACAO DA AREIA E DO CIMENTO CP II
Z 32...........................................................................................................................30
3.2 FASE 2 – DESCRIÇÃO DA MOLDAGEM E ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA
PRISMÁTICOS DE DAS ARGAMASSAS .................................................................32
3.2.1 Caracterização das argamassas ......................................................................35
3.3 FASE 3 – DESCRIÇÃO DA CARACTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS E
CONCRETO..............................................................................................................38
3.3.1 Ensaios dimensionais................................................................................39
3.3.2 Ensaios de absorção de água...................................................................43
3.3.3 Caracterização de blocos estruturais de concreto ....................................44
3.3.4 Espessuras das paredes...........................................................................45
3.3.5 Dimensões dos furos.................................................................................46
3.3.6 Ensaios de absorção de água..................................................................46
3.4 FASE 4 – DESCRIÇÃO DA MONTAGEM E ENSAIO DOS PRISMAS DE 5 FIADAS
DE ACORDO COM ESPECIFICAÇÕES DA ABNT NBR 15961-2: 2011 E DA NBR
15812/2010 ...............................................................................................................47
3.4.1 Caracterização dos prismas.............................................................................47
3.4.2 Execução dos ensaios de tração na flexão...............................................51
3.5 FASE 5 – RESULTADOS E DISCUSSOES DE CARACTERIZAÇÃO E ENSAIO
DOS MATERIAIS, DOS BLOCOS, DA ARGAMASSA E DOS PRISMAS DE 5 FIADAS
..................................................................................................................................54
3.5.1 Resultados dos ensaios da areia ..............................................................54
3.5.2 Argamassa................................................................................................56
3.5.3 Dimensões dos blocos ..............................................................................58
3.5.4 Absorção de água .....................................................................................65
3.5.5 Ensaios de ruptura dos prismas por carga de carregamento....................68
3.5.6 Estudo Analítico dos resultados ................................................................69
3.5.7 Análise de sobrecarga nos prismas ..........................................................73
3.5.8 Análise dos resultados dos prismas estruturais de concreto com a ABNT
NBR 15961-1: 2011. ..........................................................................................77
3.5.9 Análise dos resultados dos prismas estruturais cerâmicos com a ABNT NBR
15812-1: 2010....................................................................................................78
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................................80
5. REFERÊNCIAS .................................................................................................82
1
1. INTRODUÇÃO
No Brasil, a indústria da construção civil apresenta um papel muito
importante no desenvolvimento econômico, sendo esta atividade de grande influência
no PIB (Produto Interno Bruto). Com o conhecimento dessa importância, o setor da
construção civil tem que ser a cada dia mais dinâmico, e, apoiado na tecnologia, deve
apresentar constantemente inovações que possam acompanhar o crescimento dessa
atividade (CBIC – 2018).
Segundo Camacho (2006), a utilização dessa técnica pode chegar a uma
economia de 25% a 30%, se comparada ao sistema convencional em concreto
armado. Este tipo de estrutural tem a capacidade de suportar as ações de solicitação
da edificação, porém seu grande desempenho depende muito da coesão das
alvenarias obtida pela aderência entre a argamassa de assentamento e o bloco. Esta
aderência entre argamassa-bloco é que promoverá a ligação entre esses elementos,
dando-lhes a característica de monoliticidade, o que faz da aderência uma
propriedade essencial no caso das argamassas de assentamento, e ela permitirá que
as paredes resistam aos esforços de cisalhamento e tração, além de garantir a
estanqueidade das juntas, impedindo a penetração da água das chuvas (CARASEK,
2010).
As características dos materiais e das formas de construção, a
resistência e o comportamento da alvenaria são dependentes da resistência à sua
tração, principalmente em paredes de contra-ventamento, uma vez que tensões de
tração se desenvolvem na direção perpendicular à diagonal principal das paredes,
onde, em geral, ocorre a ruptura (SANTOS, 2001). Diante da importância de cada
elemento composto na construção de uma edificação, tomamos em estudo verificar a
importância da argamassa juntamente com os blocos estruturais de cerâmica e de
concreto.
Devido à diversidade de argamassas no setor comercial e a evolução
constante de novas técnicas aplicadas a esse produto, cria-se a expectativa de que
os resultados obtidos neste trabalho, através de métodos experimentais e analíticos,
contribuam para um melhor entendimento do comportamento da alvenaria cerâmica e
de concreto quando submetidos esforços de tração na flexão e resistência à
2
aderência, na determinação das principais variáveis que influenciam na resistência e
nas propriedades elásticas da alvenaria, quando submetida a esses esforços, e na
obtenção de relações e tendências de variação dos dados obtidos. Utilizamos para
esse experimento a metodologia aprovada pela ABNT, seguindo as orientações
conforme as NBR’s especificadas para cada etapa.
OBJETIVOS
Este trabalho teve como objetivo a realização de um programa
experimental com foco na aderência junta de argamassa – alvenaria cerâmica e de
concreto, com base nos ensaios de tração na flexão considerando argamassas
industrializadas e tradicional, seguindo as especificações das normas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Para atingir o objetivo geral do trabalho, foram definidas algumas etapas:
 Caracterização prévia dos blocos cerâmicos e de concreto estruturais
com base na ABNT NBR 15270: 2017 e ABNT NBR 6136:2016;
 Caracterização da areia, ou seja, análises granulométricas e de massa
específica de acordo com a ABNT NBR 7217: 1987;
 Caracterização prévia das argamassas utilizadas na montagem dos
prismas conforme ABNT NBR 16541: 2016;
 Cálculo dos valores médios de resistência a compressão da argamassa
e dos blocos;
 Cálculo dos valores médios da resistência a tração na flexão da
alvenaria cerâmica e de concreto;
 Comparação dos valores de resistência dos prismas ensaiados com os
valores especificados pela ABNT NBR 15961-1: 2011 e ABNT NBR
15812-1: 2010;
 Comparação dos resultados obtidos através do programa experimental
com as referências bibliográficas.
3
Analisar os resultados de diferentes tipos de argamassas, utilizando
métodos estatísticos para comprovar a influência das resistências de aderência a
tração entre blocos com diferentes idades de aplicação da argamassa nos blocos
cerâmicos e de concreto.
JUSTIFICATIVA
Sabendo-se que a argamassa é um elemento de grande importância
para a coesão dos blocos estruturais, tem-se a necessidade de conhecimento de
resultados de diferentes tipos de argamassa, que sejam de origem tradicional, de
muito uso ainda nas obras da região, e ou as de fabricação industrial de pouco
conhecimento dos profissionais. Este trabalho pretende servir como contribuição aos
profissionais da área na opção de escolha do tipo de argamassa buscando subsídios
de aderência entre blocos na tração da flexão obtendo os resultados que irão dar a
ele um visualização geral para que possa permitir a escolha da argamassa ideal para
cada tipo de situação em obra. Para isso, entende-se a necessidade de efetuar teste
de aderência dos diferentes tipos de argamassa aplicado a diferentes tipos de blocos
estruturais. E com a realização dos ensaios laboratoriais, obtêm-se resultados que
são fundamentais para analisar as propriedades da resistência mecânica das
argamassas aplicadas aos blocos. Neste trabalho será abordada especificamente a
resistência de aderência e flexão na tração na alvenaria estrutural, devido à baixa
utilização de argamassa industrial na região nordeste do estado de São Paulo, e será
feita a comparação dos resultados obtidos, já que alguns trabalhos realizados
comprovaram que a prática não está conforme as normas.
.
4
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A alvenaria estrutural revolucionou a construção civil, substituindo os
pilares e vigas, utilizados nos processos construtivos tradicionais, com paredes de
blocos cerâmicos e de concreto que, juntamente das lajes, exerceram a função
estrutural. Para esse processo, todos os elementos têm sua importância, sendo a
argamassa a grande responsável pela coesão dos blocos. Novas técnicas de cálculo
e execução em alvenaria estrutural estão se desenvolvendo no Brasil em decorrência
da abertura de novas indústrias de fabricação de blocos estruturais e argamassas. É
muito comum, com a entrada de novos materiais e novos conceitos na execução de
uma obra de alvenaria, se encontrarem barreiras para sua aplicação na construção
civil brasileira. Nosso estudo visa à verificação comparativa entre argamassas de
diferente origem (LEMOS, 2016).
2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL
Segundo Franco (1992), a alvenaria estrutural é um processo construtivo
que se caracteriza pelo emprego de paredes de alvenaria, dimensionadas segundo
métodos de cálculo racionais, como principal estrutura de suporte de edifícios. Neste
sistema, os pilares e vigas são substituídos por paredes, que têm como objetivo resistir
a seu próprio peso e a todas as cargas atuantes da edificação, além de transmiti-las
para a fundação. O sistema de alvenaria estrutural possui também função de vedação,
tendo que garantir a estanqueidade e a durabilidade do interior da edificação.
Aqui no Brasil, a alvenaria estrutural surgiu no século XIX, ganhando
destaque inicialmente no Estado de São Paulo, e depois em Minas Gerais, até se
expandir para todo o país.
Inúmeros edifícios são hoje construídos em alvenaria estrutural,
especialmente edifícios residenciais e comerciais. Usualmente o sistema construtivo
é indicado quando não há previsão de alteração na arquitetura (paredes não
removíveis) ou quando essa possibilidade é limitada a alteração de algumas paredes
apenas (pavimento com mais de uma opção de planta, previstas na fase do projeto) e
para casos de vãos médios moderados de cerca de 4 a 5 metros.
5
Nas duas últimas décadas, com o surgimento de novos centros de
pesquisa, a alvenaria estrutural vem se normalizando e ampliando sua abrangência
nos setores habitacional, comercial e industrial. Atualmente ela é tida como um
processo construtivo eficiente e racional (ROMAN, 2007, p.3).
A alvenaria estrutural, se executada de forma correta, possui diversas
vantagens em relação aos demais sistemas estruturais. São algumas delas:
● Redução do uso de fôrmas;
● Redução do uso de concreto e ferragens;
● Redução da mão-de-obra em carpintaria e ferragens;
● Racionalização na construção;
● Maior rapidez e facilidade do processo construtivo;
● Alta resistência ao fogo;
● Ótimo desempenho termo acústico.
Esse sistema apresenta também algumas desvantagens como:
● Vãos livres são limitados devido à coordenação modular;
● As paredes estruturais não podem ser removidas sem substituição por
outro elemento equivalente à função;
● Baixa flexibilidade arquitetônica.
2.2 COMPONENTES E ELEMENTOS DA ALVENARIA ESTRUTURAL
As propriedades de uma parede dependem da composição dos
materiais constituintes: bloco, argamassa, graute e armadura. Os componentes
básicos da alvenaria devem apresentar características mínimas de desempenho e
conformidade com as especificações de norma e propriedades que possibilitem o
cumprimento de requisitos requeridos.
6
Para um melhor entendimento dos termos utilizados neste TCC, usamos
definições fundamentais dos tipos de blocos e da argamassa, que são os principais
componentes do trabalho.
2.3 BLOCOS
Os blocos representam 80 a 95% do volume da alvenaria, e são
determinantes de grande parte das características da parede: resistência à
compressão, estabilidade e precisão dimensional, resistência ao fogo e à penetração
de chuvas, isolamento térmico e acústico, e estética. Em conjunto com a argamassa,
os blocos também são determinantes para a resistência ao cisalhamento, tração e
para a durabilidade da obra. São, portanto, as unidades fundamentais da alvenaria.
2.3.1 Propriedades mecânicas
Os blocos estruturais de concreto são caracterizados segundo suas
propriedades, influenciando, dessa forma, as principais características da alvenaria.
Como principais características da alvenaria, podem destacar-se a resistência à
compressão, tração, o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson (FORTES,
2012).
2.3.2 Resistência à tração
Os esforços de compressão impõem na alvenaria tensões de tração no
bloco e tensões de compressão lateral na argamassa, que variam de acordo com sua
rigidez. Essa preocupação com os esforços de tração fez com que fossem
desenvolvidos dois métodos para estimar a resistência a tração dos blocos: os ensaios
diretos e indiretos (FORTES, 2012).
Pesquisadores normalmente optam por testes indiretos para determinar
a resistência a tração, a partir do ensaio de compressão já que há grande dificuldade
de realizar testes diretos confiáveis. Na alvenaria é comum ensaio de tração na flexão
7
e de compressão na diagonal como forma de estimar a resistência a tração (FORTES,
2012).
2.3.3 Bloco cerâmico estrutural
Na estória dos blocos cerâmicos, há registros de que eles foram uma
das primeiras descobertas criativas do ser humano; do tijolo arcaico aos blocos
cerâmicos empregados atualmente na construção civil, o bloco para alvenaria
estrutural significou um saldo em ganho de produtividade e redução de custos nos
projetos de Arquitetura e Construção.
No processo evolutivo, após conseguir endurecer a argila no fogo, em
torno de 4.000 a.C., o homem começou a moldar recipientes para guardar água e
comida. Com o passar do tempo, a escassez de matérias primas, como rocha e
madeira, motivou experiências e pesquisas que ampliaram o uso do barro e da argila
na construção. Progressivamente, os primeiros tijolos, que eram peças que pesavam
aproximadamente 15 quilos cada, e que eram secadas ao sol, foram sendo
substituídos por elementos mais parecidos com os blocos cerâmicos que conhecemos
hoje. Só mais recentemente, em 1954, na cidade de Zurique, na Suíça, é que foi
construído o primeiro edifício realmente “projetado”. A partir de então, a Construção
Civil não parou mais de crescer, com a aplicação de novas tecnologias e o
desenvolvimento de novos materiais. De acordo com a ABNT – NBR 15270: 2005, o
bloco cerâmico é definido como sendo um componente de alvenaria que possui furos
prismáticos e/ou cilíndricos perpendiculares às faces de assentamento, e tem como
função principal suportar cargas verticais. Eles são classificados de acordo com sua
resistência a compressão, sendo material básico de sua fabricação a argila.
Blocos cerâmicos são unidades de alvenaria mais utilizadas ao longo do
tempo em várias partes do mundo. Seu uso costuma ser economicamente viável pelo
fato de existirem jazidas de argila em diferentes regiões.
Segundo Fortes (2012), os blocos são as unidades fundamentais da
alvenaria estrutural, pois seu desempenho em conjunto com a argamassa é
determinante para adquirir resistência à tração, ao cisalhamento e consequentemente,
garantir a durabilidade da obra. A geometria adequada para blocos cerâmicos
aplicados em alvenaria estrutural é um importante fator para o desempenho mecânico,
8
pois as dimensões de paredes internas e externas e septos influenciam diretamente
na sua resistência à compressão. A Figura 1 apresenta os diversos formatos de blocos
cerâmicos estruturais.
a) Bloco cerâmico estrutural de b) Bloco cerâmico estrutural
paredes vazadas com paredes maciças (com
paredes internas maciças)
c) Bloco cerâmico estrutural d) Bloco cerâmico estrutural
com paredes maciças (com perfurado
paredes internas vazadas)
Figura 1 - Formatos de blocos estruturais cerâmicos
Fonte: ABNT NBR 15270: 2017
Corrêa e Ramalho (2003) afirmam que o comprimento e a largura
definem a modulação horizontal, e a altura define a modulação vertical a ser adotada
nas elevações das paredes de alvenaria estrutural.
2.3.4 Dimensões
O comércio de blocos cerâmicos oferece opções de dimensões que
podem variar conforme o seu fornecedor. A variação convencional é na espessura,
9
sendo que a altura e o comprimento dos blocos são padronizados, conforme Tabela
1.
Tabela 1 - Dimensões de fabricação de blocos estruturais cerâmicos
Fonte: ABNT NBR 15270: 2017
a) Bloco inteiro b) Bloco canaleta c) Meio bloco
d) Bloco compensador e) Bloco de amarração f) Bloco canaleta
g) Bloco especial
Figura 2 - Tipos de blocos estruturais cerâmicos
Fonte: Selecta blocos
Dimensões L x H x C Dimensões de fabricação (cm)
Módulo dimensional
M = 10 cm
Largura
(L)
Altura
(H)
Comprimento (C)
Bloco
Principal
1/2
Bloco
Amarração
(L)
Amarração
(T)
(5/4)M x (5/4)M x (5/2)M
11,5
11,5 24 11,5 - 36,5
(5/4)M x (2)M x (5/2)M
19
24 11,5 - 36,5
(5/4)M x (2)M x (3)M 29 14 26,5 41,5
(5/4)M x (2)M x (4)M 39 19 31,5 51,5
(3/2)M x (2)M x (3)M 14 19 29 14 - 44
(3/2)M x (2)M x (4)M 39 19 34 54
(2)M x (2)M x (3)M 19 19 29 14 34 49
(2)M x (2)M x (4)M 39 19 - 59
10
2.3.5 Processo de produção
Os blocos cerâmicos estruturais usualmente são fabricados por
extrusão, e não por prensagem, a partir de uma mistura de um ou mais tipo de argila
com aditivos, e queimados em fornos com temperatura variando entre 800 e 1100
graus. As fábricas mais modernas possuem forno do tipo túnel, com rigoroso controle
de temperatura. Como o próprio nome diz esse forno tem forma de um túnel por onde
os blocos ainda “verdes” correm, atravessando fases de aquecimento, queima e
esfriamento. Todo esse processo permite uma queima uniforme de todos os blocos e
resulta em um produto de maior qualidade, sujeito a menores variações tanto de
resistência quanto dimensionais. Nas fábricas mais simples o forno é do tipo “capela”,
uma câmara em formato onde todos os blocos são alocados e a queima é feita.
A utilização desses fornos usualmente leva a queimas mais irregulares,
os blocos que ficam mais perto das paredes queimam de forma diferente dos blocos
da parte central do forno, gerando maior variação entre as propriedades deles. Desta
forma pode-se perceber que pode haver uma grande diferenciação na qualidade dos
blocos em função do porte da fábrica.
A extrusão é a etapa principal da atividade de construção do bloco, uma
falha nessa etapa pode modificar as propriedades mecânicas e as características
geométricas dos blocos, comprometendo a qualidade e a segurança de toda a
estrutura. A qualidade da extrusão influencia diretamente as propriedades finais do
produto a verde ou queimado (IOSHIMOTO, 2004). A Figura 3 mostra o processo de
extrusão.
Figura 3 - Extrusão por máquina de argila crua
Fonte: Cerâmicos Tavares
11
2.3.6 Bloco estrutural de concreto
O material foi inventado na Inglaterra, para dar lugar ao artesanal tijolo
de barro e para deixar as casas mais seguras. Inglaterra, Estados Unidos, Alemanha
e Brasil são os maiores consumidores de blocos de concreto do mundo, sendo a
capital paulista a que mais utiliza esse tipo de bloco estrutural no país.
Os primeiros blocos de concreto foram desenvolvidos e patenteados por
Gibbs, na Inglaterra, em 1850, mas a produção em massa começou apenas em 1904,
na Virgínia - EUA por J. Bresser, que desenvolveu as máquinas vibro-prensas
automáticas. No Brasil há indícios da utilização de blocos de concreto para vedação
pela primeira vez na década de 40 (ABIBC, 2008). Devido ao aumento da demanda
de uso deste tipo de bloco, já na década de 50 levou ao uso de ensaios em
laboratórios; com os resultados dos ensaios obtiveram-se diversos parâmetros que
permitiram a modelagem do bloco de concreto, contribuindo com a busca da
elaboração de normas técnicas mais precisas para construções desse tipo de
alvenaria. A primeira norma específica de blocos de concreto, datada de 1982, foi a
ABNT NBR 7173: 1982 - Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem
função estrutural, a qual padronizou os blocos de concreto para vedação (ABIBC,
2008; TAUIL, 1998).
De acordo com a norma ABNT NBR 6136: 2016, o bloco de concreto se
define como um elemento de alvenaria cuja área liquida é igual ou inferior a 75% da
área bruta. São classificados em dois tipos; um deles pode ser utilizado em paredes
externas acima ou abaixo do nível do solo, podendo estar exposto à umidade ou
intempérie sem receber revestimento de argamassa, enquanto o segundo tipo de
bloco é utilizado acima do nível do solo, deve ser revestido e não pode estar exposto
a intempéries.
Um bloco deve oferecer qualidade e economia às edificações. Isso
significa que deve apresentar dimensões e formas adequadas, compacidade de
resistência, bom acabamento geométrico, boa aparência visual sobretudo quando o
projeto não prevê revestimento. Além disso, deve garantir isolamento termo acústico.
Estes parâmetros são determinantes para a qualidade dos blocos e têm seus limites
estabelecidos em normas técnicas. Uma das características do bloco de concreto
vazado, ou seja, sem fundo, é a de que se aproveitam os furos para a passagem das
12
instalações e para a aplicação do graute (concreto de alta plasticidade). Não tendo
fundo, há também uma grande economia de argamassa de assentamento.
2.3.7 Dimensões
A norma brasileira faz uma designação dos blocos tomando como base
a largura, por exemplo M-7,5, M-10, M-12,5, M-15 e M-20, referindo-se às larguras de
6,5, 9, 11,5, 14 e 19 cm, respectivamente, conforme Tabela 2.
Tabela 2 - Dimensões de blocos estruturais de concreto
Designação
Largura
(mm)
Altura
(mm)
Compr.
Parede
Transversal
Parede
Longitudinal
B-7.5 6,5 190 390 15 15
MB-7.5 6,5 190 190 15 15
B-10 90 190 390 15 15
MB-10 90 190 190 15 15
B-12 115 190 390 15 15
MB-12 115 190 190 15 15
B-14 140 190 390 15 15
MB-14 140 190 190 15 15
B-19 190 190 390 15 15
MB-19 190 190 190 15 15
Fonte: FK Comércio (2018)
13
Figura 4 - Tipos de blocos estruturais de concretos
Fonte: Iporã Blocos
2.3.8 Processo de produção
No processo de produção dos blocos de concreto, as principais etapas,
segundo Souza (2001) e Medeiros (1994), que exercem influência sobre a qualidade
do bloco de concreto são: cura, tempo de adensamento, consistência de moldagem,
composição granulométrica dos agregados, teor de água e cimento, estocagem dos
materiais e utilização de aditivos. Ao contrário do que se possa imaginar, esses
estudos comprovam que a relação água cimento não influencia na resistência dos
blocos de concreto.
Para preparar o concreto, os materiais chegam por esteiras até o
misturador. Cada tipo de bloco tem um traço diferente, que é a proporção entre água,
cimento e agregados. Areia e pedras têm que ser livres de argila, barro, folhas,
gravetos, raízes e grãos. A quantidade de agregados é definida em função de sua
umidade. Após a preparação, o concreto é transportado para uma vibro prensa, que
14
é o elemento central na fabricação de blocos, através de caçambas. Nesta fase de
prensagem o bloco ganha características de resistência e compressão.
2.4 ARGAMASSA
A ABNT NBR 13529: 2013 define como argamassa industrializada o
material proveniente da dosagem controlada em instalação industrial, de
aglomerantes de origem mineral, agregados miúdos e, eventualmente, aditivos e
adições em estado seco e homogêneo, ao qual o usuário somente necessita adicionar
a quantidade de água requerida.
Na alvenaria estrutural a argamassa tem função de ligação entre blocos,
uniformizando os apoios entre eles. O conjunto bloco e argamassa forma um elemento
misto chamado alvenaria, que deve ser capaz de suportar diferentes carregamentos
e condições ambientais.
Os primeiros registros do emprego da argamassa como material de
construção são da pré-história, sendo que as mais antigas eram feitas à base de cal
e areia. Os romanos descobriram que a cal não endurecia com água, mas que se a
misturassem com cinzas vulcânicas poderiam produzir o que seria chamado de
cimento pozolana, o Coliseu, em Roma, é um exemplo de estrutura feita por pozolana
que resistiu bem ao tempo durante séculos
Até o século XVIII, poucos avanços ocorreram com a argamassa,
quando John Smeaton misturou pozolana ao calcário, com elevada taxa de argila,
produzindo então o futuro cimento conhecido como Portland, este seria um dos
principais componentes das argamassas modernas, que muitas vezes contam ainda
com aditivos orgânicos para melhorar algumas propriedades como a trabalhabilidade.
Essa evolução contínua levou ao surgimento das argamassas
industrializadas no final do século XIX na Europa e nos Estados Unidos. As
argamassas industrializadas tiveram seu uso disseminado no Brasil a partir dos anos
90, o que foi obtido tanto por investimentos das indústrias cimenteiras, quanto pela
necessidade de racionalização das construtoras, pois o mercado passava a exigir
cada vez mais rapidez nas obras, redução das perdas e melhoria da produtividade, o
que levou à incorporação de novas tecnologias no mercado que possibilitassem
ganhos em tempo, qualidade e logística.
15
2.4.1 Argamassa de assentamento
A argamassa de assentamento, conforme a ABNT NBR 13281: 2005 é
uma mistura homogênea de agregados miúdo(s), aglomerante(s), inorgânico(s) e
água contendo, ou não, aditivos com propriedades de aderência e endurecimento,
podendo ser dosada em obra ou em instalação própria (argamassa industrializada).
A argamassa de assentamento é o elemento principal de coesão entre
blocos, podendo ser composta de cimento, cal e areia ou apenas cimento e areia,
cada uma com suas vantagens e desvantagens. É um elemento que tem papel
importante na vedação da parede, impedindo a passagem de água e agentes
agressivos, e na absorção de deformações naturais da parede.
Segundo Parsekian e Soares (2010), argamassas mais fortes (apenas
cimento e areia) não são recomendadas devido a sua alta rigidez e baixa capacidade
de absorver deformações, podendo ocasionar fissuras. Enquanto que argamassas
mais fracas (de cimento, cal e areia) podem ter resistências à compressão e aderência
baixas, comprometendo a resistência da parede como um todo.
A utilização de argamassas mistas é altamente recomendável para
assentamento de alvenaria. A adição de cal, ainda que leve a alguma perda de
resistência, proporciona uma argamassa de melhor trabalhabilidade, melhora a
retenção de água e a capacidade de absorver deformações.
Sabe-se que o mecanismo de ruptura da alvenaria tem relação direta
com a interação entre o bloco e a junta. Portanto, o conhecimento do comportamento
mecânico das argamassas é essencial, mesmo que nem todos os pesquisadores
concordem com isso (RAMAMURTHY e GANESAN, 1988).
Existem diversos tipos de argamassas para os mais variados usos:
assentamento de alvenaria, colante, revestimento, rejunte, entre outras. O foco deste
trabalho são as argamassas para assentamento de blocos estruturais. Essas
argamassas são utilizadas para elevação de paredes e muros de tijolos ou blocos,
possuindo as seguintes características quanto as suas funções e propriedades,
conforme Tabela 3.
16
Tabela 3 - Principais propriedades da argamassa de assentamento
na alvenaria
Fonte: Adaptado de Carasek
As principais funções da argamassa de assentamento são:
● unir os blocos, distribuindo as cargas por toda a área desses;
● compensar imperfeições e variações dimensionais dos blocos e vedar a parede,
protegendo-a da água e outros agentes agressivos;
● absorver as deformações naturais a que a parede é submetida, como variações
devido a gradiente térmico, retração por secagem, a pequenos recalques, e é
importante que a resiliência seja boa, isto é, a argamassa deve ser capaz de absorver
essas deformações sem se romper;
● contribuir para a resistência da parede de maneira adequada, a resistência da
argamassa é de fundamental importância na resistência ao cisalhamento e tem sua
importância secundária na resistência à compressão da parede.
As argamassas de assentamento possuem dois estados bem distintos:
plástico e endurecido. As principais características da argamassa no estado plástico
são: trabalhabilidade e capacidade de retenção de água. Já, no estado endurecido
são: aderência, resiliência, resistência a compressão. A utilização inadequada de
argamassas é a causa de diversas patologias.
Funções
Principais requisitos / Propriedades
Unir a unidade de alvenaria e ajudá-las
a resistir aos esforços laterais
Trabalhabilidade (consistência,
plasticidade e retenção de água)
Distribuir uniformemente as cargas
atuantes na parede por toda a área
resistente dos blocos
Aderência
Absorver deformações naturais a que a
alvenaria estiver sujeita
Capacidade de absorver deformações
Selar as juntas
Resistência mecânica
17
2.4.2 Trabalhabilidade
A argamassa tem boa trabalhabilidade quando adere à colher de
pedreiro, deslizando facilmente, tem uma aderência muito boa nas superfícies
verticais e projeta-se horizontalmente para fora da junta, facilitando o arremate ou
frisamento da junta, suportando o peso das fiadas superiores dos blocos assentados
no mesmo dia.
Essas características não dependem somente da argamassa,
dependem também da condição climática (mais quente ou frio, mais seco ou úmido,
com mais ou menos vento). O uso de cal ou aditivo melhora a trabalhabilidade, porém
no uso de aditivo deve-se tomar cuidado com o aumento do teor de ar incorporado,
que, se excessivo, pode prejudicar a aderência.
Em laboratório se faz um ensaio de consistência, descrito na ABNT NBR
13276: 2005. Nesse ensaio a argamassa é moldada em um tronco de cone e este é
submetido a uma série de golpes em uma mesa de consistência. Após o ensaio é
medido o diâmetro do cone espalhado. A norma estabelece que o diâmetro deve ser
igual a 255+-10mm. O índice de consistência padrão é um indicativo de que a
argamassa é trabalhável e serve para padronização dos ensaios e definição do traço
em laboratório, conforme Figura 5.
Figura 5 - Ensaios do índice de consistência padrão
Fonte: Autores
18
2.4.3 Retenção de água
A água tem duas funções na argamassa, a hidratação do cimento para
endurecimento da pasta e lubrificação dos grãos. As argamassas pouco retentivas
perdem água em excesso, tornando-se pulverulenta e diminuindo sua resistência de
compressão e, principalmente, a aderência pode ainda provocar expansões
indesejáveis nos blocos, aumentando o potencial de retração na secagem.
A capacidade de retenção está ligada à superfície (área por unidade de
massa) dos componentes da argamassa. Por isso, mais cal em relação ao cimento é
melhor neste aspecto (a cal tem maior superfície específica que o cimento). A cal é
um excelente retentor de água, cede água aos poucos.
2.4.4 Aderência
Aderência é a resistência de arrancamento da argamassa endurecida do
substrato, que é influenciada pela condição superficial dele, pela qualidade e dosagem
correta dos materiais, pela capacidade de retenção de água, pela espessura do
revestimento, entre outras.
Assim como o bloco, a argamassa tem influência direta na aderência.
Apesar da resistência de aderência da argamassa ser diretamente proporcional à
quantidade de cimento, a aderência argamassa-bloco depende da combinação das
características dos dois componentes. Nas argamassas mistas, a aderência ocorre
principalmente pela penetração e encunhamento da argamassa no bloco. Os fatores
que influenciam na aderência são a retenção de água, a trabalhabilidade e a % de
aglomerantes.
Além da resistência à compressão dos blocos, a aderência é a
propriedade mais importante para a resistência da alvenaria. Ela deve resistir às
tensões tangenciais e normais de tração. A aderência é medida através de ensaio de
tração na flexão, conforme normas ABNT NBR 15961-2: 2011. A Figura 6 demonstra
o ensaio de tração na flexão realizado em laboratório.
19
Figura 6 - Ensaios de tração na flexão nos prismas
Fonte: Autores
2.4.5 Resistência à compressão
Segundo Rizzati (apud SANTOS, 2008, p.28),
[...] a influência da resistência à compressão da argamassa cresce com o
aumento da qualidade da unidade e consequente elevação das tensões
admissíveis. Entretanto, este aumento de resistência da argamassa gera um
aumento menos significativo do que aquele ocasionado pela maior resistência
das unidades.
Corrêa e Ramalho (2003) concordam que a resistência à compressão da
argamassa não afeta de forma significativa na resistência à compressão da parede,
apenas no caso em que ela tiver um valor inferior a 30% a 40% da resistência do bloco
estrutural.
Gomes (1983) recomenda o uso de argamassas com resistência entre
70% a 100% da resistência do bloco; porém, mesmo resistências com valor
aproximado de 50% não apresentam queda significativa na resistência da parede.
Segundo a ABNT NBR 13281: 2005, as argamassas podem ser
classificadas conforme suas resistências à compressão, a Tabela 4 mostra essa
classificação e a Figura 7 ilustra o ensaio de compressão da argamassa.
20
Tabela 4 - Classificação das argamassas
Classificação NBR
13281: 2005
Resistência média de compressão da argamassa (Mpa)
1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0
P2 e P3 P4 e P5 P6
Traço de referência
esperado (cimento:
cal: areia) em
volume
1:2:9 01:1:6 1:0,5:4,5
Fonte: Parsekian e Soares (2010)
Parsekian e Soares (2010) indicam algumas resistências de argamassas
recomendadas em função da resistência de blocos na Tabela 5.
Tabela 5 - Resistência indicada para argamassas
Bloco:
fbk
(Mpa)
Argamassa: fa (Mpa)
Mínimo Máximo Recomendado
3,0 2,1 4,9 4,0
6,0 4,2 9,7 5,0
8,0 5,6 12,9 6,0
10,0 7,0 16,1 7,0 a 8,0
Fonte: Parsekian e Soares (2010)
Figura 7 - Ensaios de compressão em CPs
Fonte: Autores
21
2.4.6 Tipo de assentamento e espessura das juntas
A fôrma em que a argamassa é distribuída nas faces dos blocos
estruturais é um fator que influência para a resistência à compressão de uma parede.
A argamassa pode ser aplicada tanto em toda a face do bloco, como apenas nas
laterais. Segundo Colville e Wolde-Tinsae (apud PARSEKIAN, 2002, p.39), em
estudos de blocos de concreto vazados as tensões na área líquida de blocos com
argamassa apenas nas laterais são em média 8% maiores que as tensões na área
líquida obtidas em alvenarias com argamassas em toda a face de assentamento.
É recomendado o uso de juntas de argamassa de 1 cm, valores menores
que isso podem gerar falhas de execução e na absorção de esforços. Segundo
Francis (apud, CORRÊA e RAMALHO, 2003, p.76), foi comprovada que a resistência
de uma parede diminui com o aumento da espessura da junta horizontal de
argamassa. Lima (2010) realizou um estudo experimental de prismas com três tipos
de argamassa e espessuras de 10 mm, 15 mm e 20 mm, e também teve como
conclusão que as resistências diminuem conforme o aumento da espessura da junta.
A Figura 8 demonstra dois tipos de assentamento de argamassas.
a) Assentamento total b) Assentamento nas faces laterais do bloco
Figura 8 - Tipos de assentamentos na construção de prismas
Fonte: Leão (2008)
2.4.7 Produção
A produção de argamassas industrializadas tem acompanhado o
crescimento da aplicação deste produto nas obras, com o surgimento de várias
22
indústrias voltadas para esse segmento. Contudo, a participação ainda desse produto
nas obras de pequeno porte, é considerada incipiente.
A preparação das argamassas em obras, por ter desempenho não
compatível com o tipo de trabalho específico da edificação, e ser de uso comum para
toda parte da obra, levou à necessidade da busca da especificação da argamassa.
Com base no que é feita na obra foi que surgiu a ideia da elaboração da argamassa
industrializada, buscando a segurança do projeto e a qualidade que leva à satisfação
do cliente.
Com a melhoria constante desse produto, seu uso passou a ter aumento
na variação de distribuição da produção de argamassas industrializadas em todo o
país, concentrando-se mais nas regiões sul e sudeste, por serem de maior demanda
na construção civil.
2.4.8 Processos de produção
Fabricada em unidades industriais, a argamassa industrializada é
produzida com controle de qualidade. É composta por areia seca, por isso a retração
no produto industrializado é mínima. Além disso, tem em sua formulação aditivos que
melhoram os seus desempenhos de acordo com a especificação.
Sua produção é facilmente entendida através de fluxograma do processo
de produção de argamassa, ilustrado na Figura 9, e é constituído das seguintes etapas
(HAVER; BOECKER LATINOAMERICA; 1999; MARTINS (2001):
Figura 9 - Etapas de produção da argamassa industrializada
Fonte: HAVER; BOECKER LATINOAMERICA; 1999; MARTINS (2001)
NOTA: todo o processo é via controle de automação.
Na etapa de tratamento, o agregado artificial passa por uma cominação,
ou diminuição da partícula, na própria mineradora ou planta de mistura de argamassa.
Essa cominação é feita através de britagem, seguida de moagem, de modo que as
Tratamento e
classificação de
agregados
Ensacamento e
despacho
Dosagem e
mistura
23
partículas tenham dimensão máxima de 2,4mm. O agregado artificial ou natural é
submetido à secagem e então passa por um processo de classificação por peneiras,
e é, em seguida, armazenado em silos. Esse silo normalmente contém grão
classificado como frações médias, fina, e filler, cada uma delas com distribuição
granulométrica controlada.
Na etapa de dosagem, os materiais componentes, cimentos, agregados
e aditivos, são pesados e descarregados no misturador para homogeneização. O
processo de mistura é feito por batelada, cuja dosagem de cada um dos materiais
constituintes obedece à formulação pré-estabelecida.
Na memória central desse sistema ficam as lógicas dos processos e as
formulações das argamassas. Uma vez programado para produzir um determinado
tipo e quantidade de argamassa, o operador inicia o processo e a fábrica produzirá a
quantidade do tipo solicitado até o final da programação. Caso ocorra alguma falta de
matéria-prima ou falha no sistema de produção, a operação é interrompida e um
alarme informa ao operador onde ocorreu o problema. Enquanto esse não é
solucionado, a produção ficará interrompida.
O sistema de pesagem e controle das formulações é realizado por um
computador que contém a dosagem de cada constituinte e todo o histórico de cada
batelada do processo, em que cada mistura tem seus parâmetros operacionais de
pesagens e tempo registrado, permitindo a rastreabilidade para o controle da
qualidade nessa base de dados. Dispõe de ferramentas que criam um fluxo
uniformemente distribuído no volume interno do tambor para garantia da
homogeneidade do produto.
2.4.9 Vantagens
A utilização destas argamassas apresenta as seguintes vantagens:
 Uso de argamassas com desempenhos adequados para cada utilização.
 Simplificação e organização do canteiro, principalmente quando não se dispõe de
espaço físico suficiente para armazenamento dos materiais.
 São preparadas próximo ao local onde serão utilizadas, eliminando perdas no
transporte.
 Garantia de qualidade por parte do fabricante.
24
 Materiais constituintes medidos em peso, com isto retira-se da obra a
responsabilidade quanto à dosagem, além de se garantir uma maior precisão no
traço e uniformidade ao longo da obra. Um passo importante no processo de
industrialização dos canteiros de obra.
(Comunidade da construção – sistemas a base de cimento, 2006)
2.5 PRISMA SIMPLES
O prisma é um corpo de prova que é utilizado para ensaio de tração na
flexão e aderência, constituído de duas ou mais unidades de alvenaria superpostas,
unidas por uma junta de argamassa de 10 +/- 3 mm. Conforme Figura 10, existem
vários tipos de assentamento de prismas.
Figura 10 - Ilustração de diversidade de prismas
Fonte: Santos (2008)
O ensaio de prisma visa simular o comportamento da alvenaria, então é
necessário observar a interação entre os blocos estruturais e as argamassas. Como
já foi citado neste trabalho, todos estes componentes influenciam de forma
significativa na resistência à compressão, à resistência de aderência e na resistência
de tração na flexão dos prismas.
25
Segundo Soares (2011), os ensaios de prismas apresentam a vantagem
de serem mais rápidos e econômicos do que os ensaios de paredes, além de não
exigirem estrutura laboratorial muito sofisticada, entretanto não se obtém o real
comportamento da alvenaria.
2.5.1 Resistência à compressão
Com o atual uso de materiais de alta resistência, com unidades pouco
espessas, a resistência à compressão é de extrema importância para a alvenaria
estrutural, devendo ser sempre maior de 3 Mpa por bloco. Essa importância faz do
ensaio de prisma um dos principais temas de pesquisa, além das relações dessa
resistência com resistência à compressão de blocos e paredes.
Tanto a ABNT NBR 15961-2: 2010 quanto a ABNT NBR 15812-2: 2010
trazem especificações para determinar a resistência à compressão e de elasticidade
de prisma, o cálculo característico é dado pela equação 1.
Equação 1 – Resistência à compressão e de elasticidade de prisma
𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 =
2{ 𝑓𝑝{1} + 𝑓𝑝{2} … 𝑓𝑝{𝑖 − 1}]
𝑖 − 1
− 𝑓𝑝𝑖
i - 1
Onde:
𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 - é a resistência característica estimada da amostra, expressa
em Mpa;
𝑓𝑝{1} + 𝑓𝑝{2} + ⋯ + 𝑓𝑝{𝑖 − 1} , são os valores de resistência à
compressão individual dos corpos de prova da amostra, ordenados crescentemente;
𝑖 =
𝑛
2
se n for par;
𝑖 =
𝑛−1
2
, se n for ímpar
n é igual à quantidade de prismas da amostra.
Após o cálculo do 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡, é necessário realizar a seguinte análise:
26
Se 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 for maior que 85% do valor da média da resistência à
compressão de todos os corpos de prova (𝑓𝑝𝑚), adota-se 𝑓𝑝𝑚, como a resistência
característica do lote 𝑓𝑝𝑘.
Se 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 for menor que ø x fp(1), adota-se a resistência característica à
compressão determinada pela expressão ø x fp(1). Os valores de ø estão indicados na
Tabela 6.
Tabela 6 - Valores de ø em função da quantidade de prismas
Quantidade
prismas
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ø 0,89 0,91 0,93 0,94 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,01 1,02 1,04
Fonte: Parsekian e Soares (2010)
Caso o valor calculado de 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 esteja entre os limites mencionados
acima, adota-se este valor como a resistência características à compressão 𝑓𝑝𝑘
2.5.2 Cisalhamento
Paredes de contraventamento são dimensionadas para resistir ao
cisalhamento devido à força lateral e também a esforços de compressão e de flexão,
todas essas ações em seu plano. Dependendo da forma de construção e do efeito
combinado de compressão e momento fletor, a ruptura por cisalhamento é
caracterizada pelo escorregamento ao longo das juntas, por tração diagonal ou por
compressão – cisalhamento, conforme Hamid & Drysdale (1980).
Para ruptura ao cisalhamento, várias pesquisas mostram que a
resistência de cisalhamento ao longo da junta é altamente dependente da aderência
e da pré-compressão.
O valor da parcela de resistência ao cisalhamento da alvenaria depende
do traço da argamassa utilizada, que influencia a aderência inicial (σ0), e do nível de
pré-compressão (μσ), com coeficiente de atrito μ = 0,5. Segundo o projeto de norma,
o valor característico da resistência convencional ao cisalhamento, fvk, é indicado na
Tabela 7.
27
Tabela 7 - Resistência ao cisalhamento
Resistência média de compressão da argamassa (Mpa)
1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0
Fvk 0,10 + 0,5 σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5 σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5 σ ≤ 1,7
Fonte: Guilherme Parsekian
Sendo que:
Fvk: resistência característica ao cisalhamento;
σ: tensão normal considerando apenas 90% das cargas permanentes.
Os valores indicados na Tabela 8 são válidos somente para as
argamassas tradicionais de cimento, cal e areia, sem aditivos ou adições. No caso de
argamassa industrializada, com o uso de aditivo, deve ser realizado um ensaio de
caracterização da alvenaria para se obter a resistência ao cisalhamento.
O valor da tensão de pré-compressão σ deve ser calculado considerando
apenas ações permanentes, minoradas do coeficiente de redução igual a 0,9.
2.5.3 Flexão na tração
Leão (2008) realizou ensaios de tração na flexão de acordo com a norma
americanos “Teste Method for Flexural Bond Strenght of Masonry”- ASTM E518-80,
que segue os mesmos parâmetros que a ABNT NBR 15961-2:2011.A Tabela 8 mostra
o número de CPs e a combinação dos materiais nos prismas ensaiados. Os ensaios
executados com argamassa A1 se tornaram inviáveis, pois devido a sua baixa
aderência entre o bloco e a argamassa, os prismas foram rompidos pelo peso próprio.
Tabela 8 - Número de CPs em cada categoria de prismas
Tipo de bloco
Prismas de 4 fiadas
(tração na flexão)
A2 A3
Bloco 1 10 10
Bloco 2 10
Fonte: Leão (2008)
28
Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 9.
Tabela 9 - Resultados médios de resistência à tração na flexão dos prismas
Tipo de
prisma
Número
de CPs
Resistência da
argamassa
(MPa)
Resistência à tração na flexão
do prisma (MPa)
Desvio
(MPa)
C.V.
Comp. Tração
Área
bruta
Área
líquida
Área
vazada
T-B1-A2-FS 10 4,01 1,09 0,33 0,49 0,99 0,057 17,50%
T-B1-A2-FC 10 6,09 1,51 0,33 0,5 1,04 0,106 31,80%
T-B1-A3-FS 10 9,28 2,36 0,49 0,74 1,49 0,141 28,64%
T-B1-A3-FC 10 9,85 1,99 0,39 0,59 1,22 0,128 32,59%
T-B2-A2-FS 10 4,86 1,28 0,13 0,19 0,63 0,015 11,14%
T-B2-A2-FC 6 4,83 1,25 0,22 0,3 1,22 0,113 50,29%
T-B2-A3-FC 6 7,27 1,89 0,31 0,43 1,65 0,095 30,25%
Fonte: Leão (2008)
Através desses resultados, foi realizada a análise de alguns aspectos
que contribuíram ou não para os resultados, que são: correlação flexão de argamassa
com flexão de prismas; influência do tipo de bloco na resistência à tração dos prismas;
influência das propriedades da argamassa na resistência à tração dos prismas;
comparação múltipla de médias e a relação entre a resistência à tração e a
compressão dos prismas.
Leão (2008) concluiu que a resistência à tração na flexão é prejudicada
pela grande variação nos dados, intrínseca à natureza do ensaio, portanto há uma
necessidade de aumentar a quantidade de CPs para possibilitar uma comparação
mais confiável de resultados nesse tipo de ensaio. Percebeu-se, também, que os
blocos em que as paredes não são maciças distorcem os resultados, pois no interior
do furo se forma um engaste entre o bloco e a junta de argamassa.
2.6 TRABALHOS EXPERIMENTAIS DE RESISTÊNCIA DE TRAÇÃO NA FLEXÃO
EM ALVENARIA ESTRUTURAL
2.6.1 Pesquisador – Fortes, Ernesto Silva
29
Fortes et. al (2013), ensaio um total de 100 prismas de 5 fiadas como o
objetivo de entender o comportamento da alvenaria de blocos cerâmicos na
resistência a tração na flexão, utilizado argamassas tradicionais. De acordo com o
autor a resistência da tração na flexão da alvenaria estrutural com blocos cerâmicos
diminui com o aumento da resistência a compressão dos blocos.
2.6.2 Pesquisador - Leão, Carlos Tasior
Leão (2008), realizou os ensaios de resistência à tração na flexão, para
isso foram moldados 7 tipos de prismas, que foram construídos com dois tipos de
bloco, duas argamassas com resistência distintas. Foram ensaiados por dois
métodos, flexo compressão e flexão simples. A resistência da argamassa foi variável
cuja sua influência na resistência à tração ficou explicita. Os resultados obtidos no
método de ensaio de flexão simples apresentaram variabilidade menor que os
resultados dos ensaio de flexo-compressão.
2.6.3 Pesquisador – Ferraz, Fabiana Carvalho
Ferraz (2011), para realização deste ensaio, foram moldados 12 prismas
de bloco de concreto e 12 prismas de bloco cerâmico com dois tipos de argamassas
industriais e tradicionais, nos ensaios de tração à flexão deste prismas, observou que
o bloco de concreto com utilização de argamassa industrial apresentou melhor
desempenho do que o bloco cerâmico em comparação aos aspectos analíticos.
30
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização do trabalho foi desenvolvida um pesquisa experimental
para verificação do comportamento da tração na flexão da alvenaria estrutural com
blocos de concreto e cerâmico.
A pesquisa experimental caracteriza-se por manipular diretamente as
variáveis relacionadas com o objeto de estudo. Portanto, a pesquisa experimental
pretende dizer de que modo ou por que causas o fenômeno é produzido, Manzato at
al (2009)
Para a realização do estudo foram utilizadas dois tipos de argamassa,
sendo, uma industrial e uma tradicional para as juntas de argamassa. Portanto, o
programa experimental foi dividido em:
 Fase 1 - Descrição da Caracterização da areia e do cimento CP II Z 32.
 Fase 2 – Descrição da Moldagem e ensaio dos corpos de prova prismáticos de
das argamassas, conforme ABNT NBR 16541: 2016.
 Fase 3 – Descrição da caracterização dos blocos cerâmicos e concreto segundo a
ABNT NBR 15270-1: 2017 e ABNT NBR 6136: 2016 respectivamente.
 Fase 4 – Descrição da montagem e ensaio dos prismas de 5 fiadas com blocos
cerâmicos e concreto, utilizando argamassa industrial e tradicional, de acordo com
especificações da ABNT NBR 15961-2: 2011 e da NBR 15812/2010.
 Fase 5 – Resultados e discussões de caracterização e ensaio dos materiais, dos
blocos, da argamassa e dos prismas de 5 fiadas.
3.1 Fase 1- DESCRIÇÃO DA CARACTERIZACAO DA AREIA E DO CIMENTO CP II
Z 32.
Durante o período de 24 horas, foi realizada a secagem da areia em
estufa (105 ± 5ºC) e, posteriormente, ela foi resfriada em temperatura ambiente; com
a areia em temperatura estável, foi realizado o ensaio granulométrico conforme a
ABNT NBR 7217: 1987, a fim de obter sua granulometria. A Tabela 10 mostra as
massas mínimas de acordo com a ABNT NBR 7217: 1987.
31
Tabela 10 - Massas mínimas de amostras de ensaios
Dimensão máxima
características do agregado
(mm)
Massa mínima da
amostra de ensaio
(kg)
< 4,8 0,5
6,3 3
>9,5 e < 25 5
32 e 38 10
50 20
64 e 76 30
Fonte: ABNT NBR 7217: 1987
Conforme norma de caracterização de areia, ABNT NBR 248: 2003, foi
utilizada uma amostra de 0,5 kg de areia para o ensaio de granulometria. Para
realização destes ensaios utilizamos equipamentos de apoio determinado pela norma,
os quais são ilustrados na Figura 11.
Figura 11 - Equipamentos utilizados na granulometria
Fonte: Autores
O cimento Portland Pozolânico CP II Z 32 é composto por adições de
material Pozolânico. É o aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer
Portland pozolana sem adição de outra substância. As pozolanas são materiais
silicosos ou sílico-luminosos, naturais ou artificiais, que contêm um teor elevado de
sílica em forma reativa, não cristalina, finalmente pulverizada, capaz de reagir na
presença de água em temperatura normal; forma compostos com propriedades
aglomerantes (KLOSS, 1996).
32
Esse tipo de cimento é empregado em obras civis gerais, subterrâneas,
marítimas, concretos simples, armados, protendidos, artefatos de cimento e
elementos pré-moldados. A Tabela 13 demonstra as várias composições.
Tabela 11 - Composições dos cimentos Portland comuns e compostos
Fonte: Associação Brasileira de Cimento Portland
3.2 FASE 2 – DESCRIÇÃO DA MOLDAGEM E ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA
PRISMÁTICOS DE DAS ARGAMASSAS
Foram utilizados quatro tipos diferentes de argamassas, duas de
fabricação industrial, e as outras duas, preparadas em obras, classificados conforme
Tabela 12.
Tabela 12 - Nomeação das argamassas para moldagem dos CPs
Fonte: Autores
Para a realização dos CPs com argamassas do tipo industrial, utilizamos
as instruções de preparação dadas pelo fabricante, sendo que os CPs de argamassas
tradicionais foram preparados de acordo com os traços sugeridos por Fortes (2012).
A moldagem das argamassas foi efetuada de acordo com as instruções da ABNT NBR
16541: 2016.
Tipo de cimento
Portland
Sigla
Composição
Norma
BrasileiraClínquer
+ gesso
Escória
granulada de
alto-forno
Material
pozolânico
Material
carbonático
Comum
CP I 100 - - - ABNT NBR
16697: 2018CP I - S 99 - 95 1 - 5 - -
Composto
CP II - E 94 - 56 6 - 34 - 0 - 10
ABNT 11578:
1997
CP II - Z 94 - 76 - 6 - 14 0 - 10
CP II - F 94 - 90 - - 6 - 10
Argamassas Tipos
TRADICIONAL
A1
A2
INDUSTRIAL
A3
A4
33
Todas as argamassas para modelagem dos CPs foram misturadas com
o auxílio de uma batedeira específica a esse uso, com a inserção dos materiais
agregados e água, de acordo com as Figuras 12 e 13.
Figura 12 - Agregados para argamassa de assentamento
Fonte: Autores
Figura 13 - Mistura dos agregados com uso da batedeira
Fonte: Autores
Os corpos de prova foram moldados com o auxílio de um molde metálico,
que teve suas paredes umedecidas por um produto químico, com a função de facilitar
o desmolde dos CP’s sem que eles sejam danificados por aderência às paredes do
molde, como mostra a Figura 14.
34
Figura 14 - Aplicação de solução desmoldante no molde metálico
Fonte: Autores
Com os moldes fixados à mesa de consistência, os CPs foram
preenchidos com argamassa até ao nível aproximado de 50%, e efetuados em
seguida os golpes consecutivos ao número de 30 para a acomodação da argamassa
dentro do molde e, consequentemente, com a expulsão de qualquer bolha de ar; após
esta atividade completaram-se os moldes com argamassa até ao seu enchimento total
e repetidas as manobras de acomodação da argamassa pela mesa de consistência,
A Figura 15 ilustra o procedimento da moldagem dos CPs.
Figura 15 – Sequência da moldagem dos CPs
Fonte: Autores
Aguardado o tempo de cura por 24h, efetuou-se o desmolde dos CPs,
para futuros ensaios de tração e compressão, nas idades de 14 e 28 dias. Para
realização de todos os ensaios necessários, foram moldados seis corpos de prova
para os quatro diferentes tipos de argamassa, de acordo com a Figura 16.
35
Figura 16 - Organização dos CPs para testes de compressão e flexão
Fonte: Autores
3.2.1 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS
Realizados os ensaios de resistência à compressão dos quatro tipos de
argamassas, com a finalidade de adquirir dados das resistências com os traços
utilizados e compará-las aos especificados. As resistências esperadas das
argamassas e seus respectivos traços serão mostrados na Tabela 13.
36
Tabela 13 - Dados das argamassas utilizados nos ensaios
Fonte: PARSEKIAN, GUILHERME A.; HAMID, AHMAD A.; DRYSDALE, ROBERT G.
Comportamento e Dimensionamento de Alvenaria Estrutural; 2ª Edição. São Carlos;:
Editora da Universidade de São Carlos; 2013, pág. 212
Fabricantes de argamassas industriais
Os ensaios de compressão da argamassa foram realizados após 28 dias
da moldagem dos corpos de prova em máquina universal de ensaio de 100 kN, marca
EMIC, modelo DL 10000, utilizando-se uma célula de carga de 100kN, conforme a
ABNT NBR 13279: 2005. Utilizamos da tabela 13 como referência para denominar as
argamassas deste trabalho, como descrita na Tabela 14, que também demonstra a
divisão dos corpos de provas para ensaios, e a Figura 17 ilustra a máquina utilizada
nos ensaios.
Tabela 14- Divisão dos CPs
TIPO Designação
Traço em
Volume
Relação A/C
Resistência
Espera (Mpa)
Argamassa
T1
Cimento CP II Z 32 1
1,4 5
Cal Hidratada 1
Areia 6
Água
Argamassa
T2
Cimento CP II Z 32 1
1,19 4
Cal Hidratada 2,5
Areia 3
Água
Argamassa
M
Resistência Compressão 28 dias - NBR 13269/05 6
Resistência a tração na flexão 14 dias - NBR 13269/05 2,1
Resistência Potencial aderência na tração NBR 15258/05 0,5
Retenção de água NBR 13277/05 78,10%
Argamassa
Q
Resistência compressão 28 dias - NBR 13269/05 6,5
Resistência a tração na flexão 14 dias - NBR 13269/05 2,4
Resistência Potencial aderência na tração NBR 15258/05 0,4
Retenção de água NBR 13277/05 83,40%
Argamassas CPs 28 dias
Tradicionais
A1 6 CPs
A2 6 CPs
Industriais
A3 6 CPs
A4 6 CPs
37
Figura 17 – Máquina de ensaios de compressão e tração de CPs
Fonte: Autores
Para a realização dos ensaios na máquina universal, esta foi adaptada
com os acessórios adequados para cada tipo de ensaio de compressão e flexão,
conforme Figura 18.
Figura 18 - Acessórios para execução dos ensaios
Fonte: Autores
No ensaio de flexão, os CPs são posicionados sobre o gabarito de apoio
e, em seguida, o mecanismo de esforço de flexão aos CPs é aproximado sem que
exerça qualquer pressão sobre o elemento de ensaios, com todo esse processo
realizado, é disparado o comando automático de descida do embolo do ensaio de
flexão, que a cada movimento de descida seus dados são registrados. A Figura 19
38
ilustra a sequência do teste até o rompimento dos CPs, e a Tabela 17 mostra os
resultados obtidos no ensaio de tração.
Figura 19 - Sequência de ensaios de flexão nos CPs
Fonte: Autores
Para a realização do ensaio de compressão, os CPs são posicionados
sobre o acessório próprio a este teste, escolhendo a melhor face dos CPs e colocando
entre placas de aços para melhorar o ponto de contato, e em seguida é acionada a
automação da máquina para efetuar o teste com os devidos registros; conforme
ilustrado na Figura 20, e nas Tabelas 18 e 19 são expressos os resultados obtidos no
ensaio de compressão.
Figura 20 - Sequência dos ensaios de compressão nos CPs
Fonte: Autores
3.3 FASE 3 – DESCRIÇÃO DA CARACTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS E
CONCRETO
Para elaboração deste estudo foram utilizados blocos cerâmicos de
parede maciça de 14 cm x 19 cm x 29 cm (Largura, altura e comprimento,
respectivamente) e com resistência esperada de 4,5 MPa. Para realização dos
39
ensaios, efetuamos conforme a ABNT NBR 15270-2: 2017. Realizamos três tipos de
ensaios, que serão mostrados nos tópicos seguintes.
3.3.1 Ensaios dimensionais
Segundo Parsekian e Soares (2010), a precisão dimensional do bloco
está ligada diretamente à da parede, variações na altura e no comprimento
comprometem as juntas de argamassa, e podem ser prejudiciais para modulação e
assim ocorrerem variações no pé direito do pavimento.
Para a realização destes ensaios tivemos como referência a Tabela 15
retirada da ABNT NBR 15270-1: 2017, para verificarmos os possíveis erros
construtivos do bloco.
Tabela 15 - Requisitos dimensionais do bloco cerâmico
Dimensão
Tolerância
(mm)
Comprimento
Na média = ± 3
Individual = ± 5
Largura
Altura
Desvio em relação ao esquadro Máximo ≤ 3
Planeza das faces Máximo ≤ 3
Espessura mínima das paredes
Internas ≥ 7
Externas ≥ 8
Fonte: ABNT NBR 15270: 2017
Para este ensaio foi utilizada uma amostra de 13 blocos e foram medidos
a largura, comprimento, altura, septo e espessura da parede de todos os blocos,
conforme a Figura 21.
40
Figura 21 - Disposição dos blocos para medição dimensional
Fonte: Autores
Figura 22 - Pontos de medição conforme ABNT NBR 15270: 2017
Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017
As Figuras 22 e 23 demonstram a sequência do processo de medição
das dimensões de largura, altura e comprimento dos blocos cerâmicos, conforme
ABNT NBR 15270-2: 2017.
Figura 23 - Sequência das medições efetuadas nos blocos
Fonte: Autores
41
A Figura 24 em sequência ilustra o processo de medição das dimensões
das paredes externas dos blocos cerâmicos.
Figura 24 - Sequência das medições dimensionais dos blocos
Fonte: Autores
A espessura da parede do bloco também possui grande importância,
pois a variação de 1 mm pode causar a redução da área líquida do bloco, e
consequentemente, a redução de material resistente.
As Figuras 25 e 26 ilustram o processo de medição do esquadro e
planeza dos blocos cerâmicos.
Figura 25 - Pontos determinados para medição de esquadramento
Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017
42
Figura 26 - Sequência das medições de esquadramento e planeza
Fonte: Autores
Abaixo, na Figura 27, estão representadas as indicações dos pontos de
referência de medição dos septos e parede interna conforme normas da ABNT - NBR
15270: 2017.
Figura 27 - Pontos de medição dos septos
Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017
A Figura 28 em sequência ilustra o processo de medição das dimensões
da parede interna e dos septos dos blocos cerâmicos.
Figura 28 - Pontos de medição das paredes internas do bloco
Fonte: Autores
43
3.3.2 Ensaios de absorção de água
Conforme a ABNT NBR 15270-3: 2017, utilizou-se para este ensaio uma
amostra de seis blocos. Para medição da massa seca, os blocos foram secados em
estufa com temperatura fixada a (105 ± 5ºC) nos períodos de 24h, 25h, 26h e assim
sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem
anterior. Para medição da massa úmida, os blocos foram imersos em água por 24h,
25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25%
da pesagem anterior.
Foi iniciado este ensaio com a pesagem do lote dos blocos em estudo,
conforme ilustrado na Figura 29.
Figura 29 - Pesagem inicial dos blocos
Fonte: Autores
Figura 30 - Processo do ensaio de absorção
Fonte: Autores
44
3.3.3 Caracterização de blocos estruturais de concreto
Para a caracterização do bloco de concreto utilizou-se a ABNT NBR
6136: 2016, essa norma é específica nos métodos de ensaios para análise
dimensional e determinação da absorção de água. Para elaboração foram utilizados
blocos de concretos de parede maciça de 14 cm x 19 cm x 39 cm e com resistência
esperada de 4,5 Mpa.
Utilizou-se uma amostragem de 13 blocos para execução dos ensaios
para obtenção dos resultados expostos ao longo deste trabalho. A Figura 31 mostra
os blocos utilizados na caracterização.
Figura 31 – Distribuição dos blocos de concreto para efetuar
as medições dimensionais
Fonte: Autores
Efetuadas todas as dimensões dos pontos conforme determinação da
ABNT NBR 12118: 2013, que para cada dimensão do corpo de prova, devem ser
realizadas pelo menos três determinações em pontos distintos na face de maior
espessura das paredes do bloco, a exemplo das Figuras 32 e 33.
45
Figura 32 - Pontos dimensionais do bloco
Fonte: ABNT NBR 6136: 2016
Figura 33 - Sequência do processo de medição
Fonte: Autores
3.3.4 Espessuras das paredes
Os pontos medidos foram determinados pelos autores, sendo que a norma
estabelece que deve ter duas medidas nas paredes longitudinais e duas nas
transversais na face inferior de assentamento. As medidas foram efetuadas na parte
inferior do bloco estrutural de concreto de acordo com a Figura 34.
46
Figura 34 - Pontos de medição das dimensões das paredes
Fonte: Autores
3.3.5 Dimensões dos furos
Estas dimensões dos furos do bloco de concreto, são efetuadas na parte
superior do bloco, aproximadamente no centro do furo, sendo uma transversal e a
outra no sentido longitudinal como mostra a Figura 35.
Figura 35 - Pontos de medições nos furos do bloco
Fonte: ABNT NBR 6136: 2016
3.3.6 Ensaios de absorção de água
Conforme a ABNT NBR 15270-3: 2017, utilizou-se para este ensaio uma
amostra de seis blocos. Para medição da massa seca, os blocos foram secados em
estufa com temperatura fixada a (105 ± 5ºC) nos períodos de 24h, 25h, 26h e assim
sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem
anterior. Para medição da massa úmida, os blocos foram imersos em água por 24h,
25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25%
da pesagem anterior.
47
3.4 FASE 4 – DESCRIÇÃO DA MONTAGEM E ENSAIO DOS PRISMAS DE 5
FIADAS DE ACORDO COM ESPECIFICAÇÕES DA ABNT NBR 15961-2: 2011 E DA
NBR 15812/2010
3.4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS PRISMAS
Neste estudo foram utilizados apenas prismas ocos compostos por cinco
blocos, ensaiados à tração na flexão, combinando quatro resistências de argamassas
distintas e dois tipos de blocos, cerâmicos e de concreto. Cada tipo de prisma possuía
uma amostra de três corpos de provas das respectivas argamassas.
As combinações dos prismas se encontram na Tabela 16.
.
Tabela 16 - Combinações de argamassas para os prismas
Fonte: Autores
Para realização deste estudo foram utilizados blocos estruturais
cerâmicos da família de 29 e de blocos de concreto da família de 39, na construção
dos prismas, com o uso de argamassas de assentamento Tradicional, identificadas
por “A1 e A2”, e Industrial, identificadas por “A3 e A4”.Todo o processo de
assentamento dos blocos foi de acordo com as especificações da ABNT NBR 15961-
2: 2011, que no tópico de assentamento determina que o primeiro bloco deve ser
apoiado no piso nivelado e firme. Com a finalidade de tirar toda e qualquer
irregularidade que o piso local tenha, optamos por colocar uma camada de areia
Ensaio de Compressão
Prismas Idade
Bloco Argamassa 28 dias
Cerâmico A1 - Tradicional 3 CPs
Concreto A1 - Tradicional 3 CPs
Cerâmico A2 - Tradicional 3 CPs
Concreto A2 - Tradicional 3 CPs
Cerâmico A3 - Industrial 3 CPs
Concreto A3 - Industrial 3 CPs
Cerâmico A4 - Industrial 3 CPs
Concreto A4 - Industrial 3 CPs
48
peneirada, retirando o máximo de agregados graúdos, e permitindo com que todo o
bloco tivesse o assentamento uniformizado, conforme Figura 36.
Figura 36 - Posicionamento do bloco na primeira fiada
Fonte: Autores
Para iniciar o assentamento da segunda fiada, efetuou-se o nivelamento
do bloco da primeira fiada, com o auxílio de um nível bolha (nível de mão), ilustrado
na figura 37.
Figura 37 - Conferência do nível do bloco na primeira fiada
Fonte: Autores
Para a aplicação da argamassa de assentamento sobre o bloco, utilizou-
se a área total da face de assentamento do bloco, para garantir a totalidade da
aderência em toda sua área, conforme a Figura 38.
49
Figura 38 - Aplicação da argamassa na totalidade da face de assentamento
Fonte: Autores
Toda a execução de assentamento foi de acordo com a ABNT NBR
15961-2: 2011, com o auxílio de um martelo de borracha, representado na Figura 39,
e um nível de prumo, ilustrado na Figura 40, durante todo o processo de
assentamento, houve a inspeção constante da espessura da camada da junta
horizontal entre os blocos, que devem ficar com espessuras de 10 mm, conforme
Figura 41, sendo que a variação máxima permitida, deve ser de +/- 3 mm, assentando
os blocos sobrepostos, atingindo a altura de cinco unidades e isentos de defeitos e
íntegros.
Figura 39 - Assentamento dos blocos com uso de martelo de borracha
Fonte: Autores
50
Figura 40 - Uso de um fio de prumo para assentamento
Fonte: Autores
Figura 41 - Espessura da argamassa de assentamento
aplicado no prisma
Fonte: Autores
A cada montagem dos prismas, eles foram identificados ao tipo de
argamassa aplicada. Após a completa moldagem, todos os prismas foram mantidos
imóveis em um ambiente abrigado do sol, vento, aguardando o tempo de cura
estabelecido de 14 e 28 dias de idade para que sejam rompidos com a execução dos
ensaios, como mostrado na Figura 42.
51
Figura 42 - Confinamento dos prismas para cura
Fonte: Autores
3.4.2 Execução dos ensaios de tração na flexão
Os ensaios foram efetuados de acordo com a ABNT NBR 15961-2: 2011,
no anexo “C”, onde determina o posicionamento de bases firmes e niveladas, com o
auxílio de roletes de aço equidistantes conforme ilustrado na Figura 43. Os ensaios
foram realizados com os prismas de 14 dias e 28 dias de idade.
Figura 43 - Base para rompimento dos prismas
Fonte: Autores
Após toda a base estar pronta para o recebimento do prisma posicionado
na horizontal e de forma cuidadosa, apoiado sobre os dois roletes de aço fixados nos
52
extremos, em seguida foram posicionados novos roletes de aço nos eixos centrais
para apoiar uma prancha de madeira que serviria de apoio para os blocos de
carregamento, ilustrado na Figura 44.
Figura 44 - Preparativo para posicionar blocos de carregamento
sobre o prisma
Fonte: Autores
Toda a carga de carregamento foi posicionada sobre a prancha, sem
provocar choques no prisma, a uma velocidade de quatro blocos por minuto,
respeitando a taxa de carregamento de 500 N/min, ilustrado na Figura 45.
Figura 45 - Carregamento de carga sobre o prisma sob ensaio
Fonte: Autores
53
O carregamento de cargas para ensaios de aderência da argamassa no
bloco foi através do empilhamento organizado sobre o prisma, conforme ilustrado na
Figura 46.
Figura 46 - Empilhamento do carregamento de carga
Fonte: Autores
Alguns prismas tiveram seu rompimento com aplicação de uma carga de
carregamento, sendo que outros foram rompidos somente pelo peso próprio.
Figura 47 - Prismas rompidos com carga de carregamento
Fonte: Autores
Durante os ensaios de sobrecarga por carregamento sobre os prismas,
alguns se romperam pelo próprio peso, conforme ilustração da Figura 48.
54
Figura 48 - Rompimento do prisma por peso próprio
Fonte: Autores
3.5 FASE 5 – RESULTADOS E DISCUSSOES DE CARACTERIZAÇÃO E ENSAIO
DOS MATERIAIS, DOS BLOCOS, DA ARGAMASSA E DOS PRISMAS DE 5
FIADAS.
3.5.1 Resultados dos ensaios da areia
Com a realização do ensaio granulométrico, foram obtidas as
porcentagens de agregado retidas nas respectivas peneiras, os registros dos dados
se encontram na Tabela 11, ilustrada no Gráfico 1.
Tabela 17- Massa de areia retida nas peneiras
Fonte: Autores
#
Peneira
(mm)
Massa
Retida
(g)
%
Retida
%
Acumulada
2,38 0,00 0,00 0,00
2,00 0,00 0,00 0,00
1,70 3,18 0,63 0,63
1,18 27,85 5,57 6,20
0,50 289,83 57,96 64,16
0,30 112,78 22,55 86,71
0,18 52,64 10,53 97,24
0,00 14,19 2,84 100,00
Total 500,47 100,08
55
Gráfico 1 - Curva granulométrica da areia
Fonte: Autores
O gráfico demonstra que a curva obtida se encontra dentro dos padrões
estabelecidos pela ABNT NBR 248: 2003.
Através das porcentagens de massa retida nas peneiras, temos que o
módulo de finura do agregado em questão corresponde a 2,55 e que sua dimensão
máxima característica é de 1,70 mm. O módulo de finura foi obtido através da soma
das porcentagens acumuladas dividida por 100, enquanto que o diâmetro máximo do
agregado é definido pela malha da peneira na qual foi retida um percentual acumulado
igual ou imediatamente inferior a 5%.
Sabendo o valor do módulo de finura e através da Tabela 12, tem-se que
o agregado é classificado como uma areia média.
Tabela 18 - Classificação da areia
Fonte: ABNT NBR 7217: 1987
Tipo de
areia
Tamanho nominal (mm) Módulo de finura
(MF)Mínima Máxima
Muito fina 0,15 0,6 MF < 2,0
Fina 0,6 1,2 2,0 < MF < 2,4
Média 1,2 2,4 2,4 < MF < 3,2
Grossa 2,4 4,8 MF > 3,2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
%Acumulada
Diâmetro da peneira (mm)
56
3.5.2 Argamassa
Para execução dos ensaios os corpos de provas foram rompidos para
ensaios à tração e compressão com os resultados obtidos, a seguir temos a tabela 19
que demonstra os resultados dos ensaios de Tração a Flexão.
Tabela 19 - Resultados obtidos nos ensaios de tração das argamassas
Designação
Resistência Média de Tração da Argamassa (fa) com 28 dias
Área (mm²)
Carga Máxima (N)
A 1 A 2 A 3 A 4
CP-1 1600 433 1750 893 1553
CP-2 1600 564 1765 896 1586
CP-3 1600 517 2131 838 1454
CP-4 1600 584 736 866 1725
CP-5 1600 583 686 898 1873
CP-6 1600 355 656 888 1733
Resistência Média - 506 1287,33 879,83 1654
Desvio Padrão - 43,41 666,06 23,55 151,04
Coeficiente de variação (%) - 8,58 51,74 2,68 9,13
Designação
Área (mm²)
Resistência à Tração (MPa)
A 1 A 2 A 3 A 4
CP-1 1600 1,01 4,10 2,09 3,64
CP-2 1600 1,32 4,14 2,10 3,72
CP-3 1600 1,21 4,99 1,96 3,41
CP-4 1600 1,37 1,73 2,03 4,04
CP-5 1600 1,37 1,61 2,10 4,39
CP-6 1600 0,83 1,54 2,08 4,06
Resistência Média - 1,19 3,02 2,06 3,88
Desvio Padrão - 0,22 1,56 0,06 0,35
Coeficiente de variação (%) - 18,49 51,66 2,91 9,02
Fonte: Autores
57
Devidos a realização dos testes de Tração a Flexão fazer com que os
CPs se dividam, foi realizado o ensaios de Compressão axial nos dois blocos, tendo
os resultados expressos na tabela 20 e 21
Tabela 20 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs
Fonte: Autores
Na Tabela 20, os resultados destacados obtidos de resistência à
compressão do CP-4 da argamassa do tipo A2 foram desconsiderados nos cálculos,
pois a resistência entre o lado A e B teve uma diferença significativa, por ser o mesmo
CP essa diferença não pode ocorrer. Isso pode ser decorrência de uma falha no
sistema de ensaio.
Designação
Resistência Média de Compressão da Argamassa (fa) com 28 dias
Área (mm²)
Carga Máxima (N)
A 1 - LADO A A 1 - LADO B A 2 - LADO A A 2 - LADO B
CP-1 1600 3527 3057 16538 21149
CP-2 1600 3324 2436 20821 20486
CP-3 1600 3328 3781 20582 19149
CP-4 1600 3870 4023 9993 1006
CP-5 1600 3827 1979 5232 8481
CP-6 1600 2554 3435 7236 7040
Resistência Média - 3261,75 13142,75
Desvio Padrão - 640,84 7345,94
Coeficiente de variação (%) - 19,65 55,89
Designação Área (mm²)
Resistência à Compressão (MPa)
A 1 - LADO A A 1 - LADO B A 2 - LADO A A 2 - LADO B
CP-1 1600 2,2 1,91 10,34 13,22
CP-2 1600 2,08 1,52 13,01 12,80
CP-3 1600 2,08 2,36 12,86 11,97
CP-4 1600 2,42 2,51 6,25 0,63
CP-5 1600 2,39 1,24 3,27 5,30
CP-6 1600 1,6 2,15 4,52 4,40
Resistência Média - 2,04 9,17
Desvio Padrão - 0,4 4,23
Coeficiente de variação (%) - 19,61 46,13
58
Tabela 21 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs
Designação
Resistência Média de Compressão da Argamassa (fa) com 28 dias
Área
(mm²)
Carga Máxima (N)
A 3 - LADO A A 3 - LADO B A 4 - LADO A A 4 - LADO B
CP-1 1600 3634 5250 13849 12897
CP-2 1600 6612 5571 13382 14066
CP-3 1600 6470 5207 12526 13253
CP-4 1600 5867 3306 13492 10072
CP-5 1600 5546 4323 12868 14477
CP-6 1600 4954 4497 11650 9112
Resistência Média - 5103,08 12637
Desvio Padrão - 1025,23 1614,55
Coeficiente de variação (%) - 20,09 12,78
Designação
Área
(mm²)
Resistência à Compressão (MPa)
A 3 - LADO A A 3 - LADO B A 4 - LADO A A 4 - LADO B
CP-1 1600 2,27 3,28 8,66 8,06
CP-2 1600 4,13 3,48 8,36 8,79
CP-3 1600 4,04 3,25 7,83 8,28
CP-4 1600 3,67 2,07 8,43 6,30
CP-5 1600 3,47 2,70 8,04 9,05
CP-6 1600 3,1 2,81 7,28 5,70
Resistência Média - 3,19 7,9
Desvio Padrão - 0,64 1,01
Coeficiente de variação (%) - 20,06 12,78
Fonte: Autores
3.5.3 Dimensões dos blocos
A seguir os resultados dimensionais do bloco cerâmico, que a Tabela 22
apresenta os valores das medições, das dimensões, largura, altura e comprimento
dos blocos cerâmicos, conforme ABNT NBR 15270-2: 2017.
59
Tabela 22 - Dimensões obtidas nos blocos cerâmicos ensaiados
Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm
Bloco
Largura Altura Comprimento
L1 (mm) L2 (mm) H1 (mm) H2 (mm) C1 (mm) C2 (mm)
1 141,10 141,40 191,10 191,60 292,50 293,30
2 139,50 140,10 188,55 190,30 292,80 291,30
3 141,30 141,20 190,30 191,10 294,40 291,30
4 141,90 141,60 190,50 188,30 290,75 290,90
5 141,60 141,30 191,10 189,60 291,80 292,40
6 141,20 141,30 190,10 190,70 292,50 292,00
7 141,20 141,50 191,10 190,20 292,90 292,50
8 140,20 140,90 189,20 189,20 292,90 292,00
9 140,50 140,10 190,70 191,10 292,80 295,20
10 140,10 140,10 190,10 188,70 291,90 292,70
11 140,70 140,80 190,50 190,80 293,10 292,90
12 140,10 140,10 189,90 191,10 291,90 292,00
13 141,10 141,10 191,50 190,70 292,90 293,50
Média 140,81 140,88 190,36 190,26 292,55 292,46
Fonte: Autores
Os resultados mostrados na Tabela 22 comprovam a conformidade das
dimensões de altura, largura e comprimento ( A x L x C ) do lote neste requisito,
conforme a ABNT NBR 15270: 2017 que encontra nos valores de tolerância
admitidos na Tabela 15 que determina que na média o valor aceitável e ±3 mm e
individual em ± 5 mm . A precisão dimensional é uma característica muito importante,
a simples verificação das dimensões é um indicativo de uma boa qualidade do bloco.
60
Todos os resultados das dimensões das paredes externas estão
disponíveis na Tabela 23.
Tabela 23 - Dimensões das paredes externas
Fonte: Autores
Todos os resultados apresentados na Tabela 23 estão de acordo com
os requisitos da ABNT NBR 15270: 2017, conforme as tolerâncias mínimas da Tabela
15, que determina a um valor de espessura mínima ≥ 8 mm.
Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm
Bloco
Espessura das paredes externas
D1
(30mm)
D2
(30mm)
D3
(30mm)
D4
(30mm)1 33,10 32,90 32,90 32,10
2 32,80 33,10 33,10 31,40
3 33,30 33,20 32,90 31,60
4 33,20 32,00 32,40 32,10
5 33,00 32,50 33,10 33,50
6 33,30 31,80 32,50 32,90
7 33,80 32,10 32,40 33,10
8 33,30 31,80 33,70 33,30
9 33,20 33,20 33,40 31,80
10 34,00 31,10 32,90 33,20
11 33,40 31,20 33,30 33,20
12 34,10 32,40 33,00 32,80
13 33,60 31,90 32,90 32,80
Média 33,39 32,25 32,96 32,60
61
Todos os resultados das dimensões esquadro e planeza do bloco
cerâmico encontram na Tabela 24.
Tabela 24 - Dimensões do esquadro e planeza
Fonte: Autores
A norma ABNT NBR 15270: 2017 especifica tolerância de acordo com a
Tabela 15, determinando que o valor aceitáveis para desvio em relação ao esquadro
e de planeza nas faces de no máximo ≤ 3mm. Desta forma, todos os valores obtidos
atendem as especificações .
Bloco
Par. Longitudinal Desv. Esquadro Planeza
D1 (mm) D2 (mm) DE (mm) P (mm)
1 8,70 9,00 2,00 1,10
2 8,80 8,80 2,15 1,50
3 8,65 9,10 0,45 0,60
4 8,30 8,70 1,25 0,80
5 8,60 9,00 1,70 1,50
6 8,95 8,80 2,10 2,10
7 9,30 8,80 0,90 1,40
8 7,90 9,65 2,20 1,00
9 8,55 8,50 1,85 0,60
10 9,10 8,30 1,60 0,85
11 9,10 9,65 1,30 1,35
12 9,40 9,30 0,75 1,20
13 12,00 8,55 0,45 0,80
Média 9,03 8,93 1,44 1,14
62
Na tabela abaixo, encontra todos os resultados obtidos na medições de
espessuras do septos e parede externas do bloco cerâmico.
Tabela 25 - Dimensões obtidas das paredes internas
Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm
Bloco
Espessura dos septos
internos
Espessura da parede
internad1 (mm) d2 (mm) di (mm)
1 6,30 6,50 78,10
2 7,10 7,00 78,30
3 6,20 6,30 78,10
4 6,70 7,10 78,50
5 6,60 7,10 78,10
6 6,60 7,20 78,10
7 6,40 7,80 78,10
8 6,30 7,50 78,30
9 6,60 6,60 78,40
10 6,40 7,10 78,00
11 6,10 7,00 78,00
12 6,90 6,90 78,50
13 6,70 6,80 78,60
Média 6,53 6,99 78,24
Fonte: Autores
Em análise dos resultados apresentados na Tabela 25, verificamos que
as medidas se encontram dentro dos limites estabelecidos na tabela descrita na ABNT
NBR 15270-1: 2017, tornando-se aceitável dentro dos padrões de qualidade.
Os resultados dimensionais do bloco concreto, esta apresentado na
Tabela 26 com os valores das medições, das dimensões, largura, altura e
comprimento dos blocos cerâmicos, conforme ABNT NBR 15270-2: 2017
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
Tcc
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Tcc
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  • 1. ISABELA BERTELI FALEIROS WELLINGTON MANIGLIA COMPORTAMENTO DA ALVENARIA ESTRUTURAL: verificação da tração na flexão Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial, para obtenção de grau no curso de Engenharia Civil, da Universidade de Franca. Orientador: Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes FRANCA 2018
  • 2.
  • 3. DEDICAMOS este trabalho aos nossos pais, que nos proporcionaram a realização do desejo de cursar engenharia, aos nossos familiares e amigos, que sempre nos apoiaram, e aos colegas de sala e professores que nos acompanharam ao longo destes cinco anos de curso.
  • 4. AGRADECEMOS a Deus, fonte de amor, justiça e sabedoria; ao orientador Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes, que muito nos apoiou e auxiliou através de seu profundo conhecimento; a todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho.
  • 5. “A maior recompensa para o trabalho do homem não é o que ele ganha com isso, mas o que ele se torna com isso.” John Ruskin “Só existem dois dias no ano em que nada pode ser feito. Um se chama ontem e o outro se chama amanhã, portanto hoje é o dia certo para amar, acreditar, fazer e principalmente viver.” Dalai Lama
  • 6. RESUMO FALEIROS, Isabela Berteli; MANIGLIA, Wellington. Ensaios Comparativos com argamassas Industrializada e Tradicional com aplicação em Alvenaria Estrutural, 2018, 100p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade de Franca, Franca. Com o desenvolvimento de argamassas no mercado industrial da construção civil e a falta de conhecimento de alguns profissionais neste tipo de material aplicado no assentamento de alvenaria estrutural, este trabalho foi desenvolvido para descrever a pesquisa para avaliar a resistência de aderência de argamassas aos prismas de alvenaria estrutural e cujo o objetivo comparar a resistência à tração na flexão de prismas de blocos estruturais cerâmicos e de concreto, para obter a relação de aderência entre quatro tipos distintos de argamassas, sendo dois traços de argamassas tradicionais e duas industrializadas. Utilizado de métodos laboratoriais onde foram realizados ensaios de tração na flexão no período de 14 e 28 dias de idade para os devidos blocos, sendo que o traço I em estudo é 1:1:6 e o traço II é 1:2,5:3, que apresenta resistência média esperada de 5 MPa e 4 MPa respectivamente. Para os ensaios de aderência da argamassa ao substrato foram utilizados prismas compostos por cinco (5) elementos de blocos cerâmicos e de concreto que após aguardarem as data de cura foram ensaiados para verificar capacidade de ruptura de cada prisma. As argamassas industrializadas aplicadas na alvenaria de concreto apresentaram resultados mais significativos na aderência em relação aos demais. Após obter os resultados foi realizado um estudo estatístico através do teste TUKEY e da análise de variância ANOVA One Way para verificar se as diferenças das médias dos resultados são significativas para poder afirmar que são causadas pelas diferentes resistências dos componentes utilizados nos prismas ou pela diferença de idade dos corpos de prova. Concluiu-se que há diferença significativa entre as aderências dos prismas ocos compostos por argamassa industrializada e tradicional. A idade dos corpos de prova foi outro fator que influenciou nas diferenças significativas dos resultados de resistência à tração. Palavras-chave: Argamassas; Alvenaria estrutural; Prismas de alvenaria; Tração na flexão
  • 7. ABSTRACT FALEIROS, Isabela Berteli; MANIGLIA, Wellington. Comparative tests with industrialized and traditional mortar in structural masonry. 2018, 100p. Course Completion Work (Graduation in Civil Engineering) - University of Franca, Franca . With the development of mortars in the market of the construction industry and the lack of knowledge of some professionals in this type of material applied in the laying of structural masonry, this work was developed to describe the research to evaluate the adhesion resistance of mortars to the prisms of structural masonry and it has the objective of comparing the tensile strenght of the concrete and ceramics structural blocks’ bending to obtain the relation of adhering between four different types of mortar, two of them tradicional and the other two traits, manufactured. Using laboratory methods where tests have been made in the period of 14 and 28 days old of the blocks, and the trait I that are under study is 1:1:6 and the II is 1:2,5:3, that presents an expected average tensile strenght of 5 MPa and 4 MPa respectively. For the tests, adhesion tests of the mortar to the substrate was utilized prisms made with five (5) elements of concrete and ceramic blocks,which after waiting for the curing dates were tested to verify the breaking capacity of each prism. The manufactured mortar applied on the concrete masonry showed more significant results on the adhering than the rest. After obtaining the results, a new statistical study was conducted through the TUKEY test and the analysis of variance (ANOVA) to verify if the differences between the average of the results are significant to conclude that they are caused by the diferente tensile strenght of the components utilized on the study or by the age difference of the test pieces. It is concludes that it has a significant difference between the adherence of the hollow prisms made of tradicional mortar and the manufactured one. The age of the components utilized on the tests is another factor that has influenced on the difference between the tensile strenght results. Key words: Mortars; Structural masonry; Masonry prisms; Traction Flexion
  • 8. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Formatos de blocos estruturais cerâmicos.................................................8 Figura 2 - Tipos de blocos estruturais cerâmicos .......................................................9 Figura 3 - Extrusão por máquina de argila crua........................................................10 Figura 4 - Tipos de blocos estruturais de concretos.................................................13 Figura 5 - Ensaios do índice de consistência padrão ...............................................17 Figura 6 - Ensaios de tração na flexão nos prismas.................................................19 Figura 7 - Ensaios de compressão em CPs ............................................................20 Figura 8 - Tipos de assentamentos na construção de prismas ................................21 Figura 9 - Etapas de produção da argamassa industrializada .................................22 Figura 10 - Ilustração de diversidade de prismas.....................................................24 Figura 11 - Equipamentos utilizados na granulometria.............................................31 Figura 12 - Agregados para argamassa de assentamento.......................................33 Figura 13 - Mistura dos agregados com uso da batedeira .......................................33 Figura 14 - Aplicação de solução desmoldante no molde metálico..........................34 Figura 15 – Sequência da moldagem dos CPs ........................................................34 Figura 16 - Organização dos CPs para testes de compressão e flexão...................35 Figura 17 – Máquina de ensaios de compressão e tração de CPs ..........................37 Figura 18 - Acessórios para execução dos ensaios .................................................37 Figura 19 - Sequência de ensaios de flexão nos CPs ..............................................38 Figura 20 - Sequência dos ensaios de compressão nos CPs .................................38 Figura 21 - Disposição dos blocos para medição dimensional................................40 Figura 22 - Pontos de medição conforme ABNT NBR 15270: 2017.........................40 Figura 23 - Sequência das medições efetuadas nos blocos ....................................40 Figura 24 - Sequência das medições dimensionais dos blocos ...............................41 Figura 25 - Pontos determinados para medição de esquadramento ........................41 Figura 26 - Sequência das medições de esquadramento e planeza........................42 Figura 27 - Pontos de medição dos septos ..............................................................42 Figura 28 - Pontos de medição das paredes internas do bloco................................42 Figura 29 - Pesagem inicial dos blocos ....................................................................43 Figura 30 - Processo do ensaio de absorção ...........................................................43
  • 9. LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Dimensões de fabricação de blocos estruturais cerâmicos ......................9 Tabela 2 - Dimensões de blocos estruturais de concreto .........................................12 Tabela 3 - Principais propriedades da argamassa de assentamento .......................16 Tabela 4 - Classificação das argamassas ................................................................20 Tabela 5 - Resistência indicada para argamassas ...................................................20 Tabela 6 - Valores de ø em função da quantidade de prismas.................................26 Tabela 7 - Resistência ao cisalhamento ...................................................................27 Tabela 8 - Número de CPs em cada categoria de prismas ......................................27 Tabela 9 - Resultados médios de resistência à tração na flexão dos prismas..........28 Tabela 10 - Massas mínimas de amostras de ensaios .............................................31 Tabela 11 - Composições dos cimentos Portland comuns e compostos ..................32 Tabela 12 - Nomeação das argamassas para moldagem dos CPs..........................32 Tabela 13 - Dados das argamassas utilizados nos ensaios .....................................36 Tabela 14- Divisão dos CPs......................................................................................36 Tabela 15 - Requisitos dimensionais do bloco cerâmico ..........................................39 Tabela 16 - Combinações de argamassas para os prismas .....................................47 Tabela 17- Massa de areia retida nas peneiras.......................................................54 Tabela 18 - Classificação da areia............................................................................55 Tabela 19 - Resultados obtidos nos ensaios de tração das argamassas .................56 Tabela 20 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs ....................57 Tabela 21 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs ....................58 Tabela 22 - Dimensões obtidas nos blocos cerâmicos ensaiados............................59 Tabela 23 - Dimensões das paredes externas..........................................................60 Tabela 24 - Dimensões do esquadro e planeza........................................................61 Tabela 25 - Dimensões obtidas das paredes internas..............................................62 Tabela 26 - Dimensões de largura, comprimento e altura ........................................63 Tabela 27 - Dimensões das paredes da parte inferior do bloco................................64 Tabela 28 - Resultado da medição dos furos............................................................65 Tabela 29 - Medição da massa seca e úmida...........................................................66 Tabela 30 - Medição da massa seca e úmida do bloco de concreto ........................67 Tabela 31- Resultado dos cálculos de Momento máximo e Força............................68
  • 10. Tabela 33 - Análise estatística entre diferentes tipos de argamassa ........................69 Tabela 34 - CPs das argamassas de teste na tração ...............................................70 Tabela 35 - Resultados de avaliação entre argamassa por Ft (N)............................71 Tabela 36 - Resultados de avaliação entre argamassas por Rf (MPa).....................71 Tabela 37 - CPs das argamassas dos prismas na tração.........................................71 Tabela 38 - Resultado dos CPs de argamassa de assentamento dos prismas por Ft (N) ....................................................72 Tabela 39 - Resultado dos CPs de argamassa de assentamento ........ por Rf (MPa) ....................................................72 Tabela 40 - Comparativo entre os CPs de Testes X Assentamento.........................73 Tabela 41 - Resultado dos carregamentos aplicados nos prismas...........................74 Tabela 42 – Comparativo em % da carga de carregamento.....................................75 Tabela 43– Comparativo em % da carga de carregamento......................................76 Tabela 44 - Valores característicos da resistência à tração na flexão – ftk .......(MPa) .......................................77 Tabela 45- Resultados da resistência à tração dos prismas estruturais de concreto77 Tabela 46 - Valores característicos da resistência à tração na flexão - ftk (MPa).....78 Tabela 47 - Resultados da resistência à tração nos prismas estruturais cerâmicos.78 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Curva granulométrica da areia ...............................................................55 Gráfico 2 - Carregamento de carga nos prismas com 14 dias de idade...................75 Gráfico 3 - Carregamento de carga nos prismas com 28 dias de idade...................76 LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1 – Resistência à compressão e de elasticidade de prisma......................25 Equação 2 – Cálculo de Absorção de Água do bloco cerâmico ...............................66 Equação 3 - Cálculo de absorção de água do bloco de concreto.............................67 Equação 4 – Cálculo do momento máximo ..............................................................68
  • 11. LISTA DE SÍMBOLOS a/c - Relação água/cimento C - Comprimento D - Desvio em relação ao esquadro d - Espessura do septo di - Espessura da parede interna F - Planeza da face fa - Resistência da argamassa fbk - Resistência característica do bloco fck - Resistência característica do concreto à compressão fpk - Resistência característica do prisma fpk,est - Resistência característica estimada Ft - Força tração fvk - Resistência característica ao cisalhamento H - Altura kg - Quilograma Kg - Quilograma KN – Quilo Newton kN/m³ - Quilo Newton por metro cúbico L - Largura mm - Milímetro MPa - Mega Pascal N - Newton Ø - Diâmetro Rf - Resistência à tração μ - Coeficiente de atrito μσ - Nível pré-compressão σ - Tensão normal
  • 12. LISTA DE ABREVIAÇÕES A - Argamassa ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ANOVA - Análise de Variância B - Bloco CPs - Corpo de Prova CP - Cimento Portland NBR - Norma Brasileira
  • 13. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................1 OBJETIVOS ................................................................................................................2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................2 JUSTIFICATIVA ..........................................................................................................3 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................4 2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL .................................................................................4 2.2 COMPONENTES E ELEMENTOS DA ALVENARIA ESTRUTURAL ....................5 2.3 BLOCOS ...............................................................................................................6 2.3.1 Propriedades mecânicas.............................................................................6 2.3.2 Resistência à tração....................................................................................6 2.3.3 Bloco cerâmico estrutural............................................................................7 2.3.4 Dimensões ..................................................................................................8 2.3.5 Processo de produção ..............................................................................10 2.3.6 Bloco estrutural de concreto......................................................................11 2.3.7 Dimensões ................................................................................................12 2.3.8 Processo de produção ..............................................................................13 2.4 ARGAMASSA......................................................................................................14 2.4.1 Argamassa de assentamento....................................................................15 2.4.2 Trabalhabilidade........................................................................................17 2.4.3 Retenção de água.....................................................................................18 2.4.5 Resistência à compressão ........................................................................19 2.4.6 Tipo de assentamento e espessura das juntas.........................................21 2.4.7 Produção...................................................................................................21 2.4.8 Processos de produção.............................................................................22
  • 14. 2.4.9 Vantagens.................................................................................................23 2.5 PRISMA SIMPLES ..............................................................................................24 2.5.1 Resistência à compressão ........................................................................25 2.5.2 Cisalhamento ............................................................................................26 2.5.3 Flexão na tração .......................................................................................27 2.6 TRABALHOS EXPERIMENTAIS DE RESISTÊNCIA DE TRAÇÃO NA FLEXÃO EM ALVENARIA ESTRUTURAL...............................................................................28 2.6.1 Pesquisador – Fortes, Ernesto Silva .........................................................28 2.6.2 Pesquisador - Leão, Carlos Tasior............................................................29 2.6.3 Pesquisador – Ferraz, Fabiana Carvalho..................................................29 3. MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................30 3.1 Fase 1- DESCRIÇÃO DA CARACTERIZACAO DA AREIA E DO CIMENTO CP II Z 32...........................................................................................................................30 3.2 FASE 2 – DESCRIÇÃO DA MOLDAGEM E ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA PRISMÁTICOS DE DAS ARGAMASSAS .................................................................32 3.2.1 Caracterização das argamassas ......................................................................35 3.3 FASE 3 – DESCRIÇÃO DA CARACTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS E CONCRETO..............................................................................................................38 3.3.1 Ensaios dimensionais................................................................................39 3.3.2 Ensaios de absorção de água...................................................................43 3.3.3 Caracterização de blocos estruturais de concreto ....................................44 3.3.4 Espessuras das paredes...........................................................................45 3.3.5 Dimensões dos furos.................................................................................46 3.3.6 Ensaios de absorção de água..................................................................46 3.4 FASE 4 – DESCRIÇÃO DA MONTAGEM E ENSAIO DOS PRISMAS DE 5 FIADAS DE ACORDO COM ESPECIFICAÇÕES DA ABNT NBR 15961-2: 2011 E DA NBR 15812/2010 ...............................................................................................................47 3.4.1 Caracterização dos prismas.............................................................................47
  • 15. 3.4.2 Execução dos ensaios de tração na flexão...............................................51 3.5 FASE 5 – RESULTADOS E DISCUSSOES DE CARACTERIZAÇÃO E ENSAIO DOS MATERIAIS, DOS BLOCOS, DA ARGAMASSA E DOS PRISMAS DE 5 FIADAS ..................................................................................................................................54 3.5.1 Resultados dos ensaios da areia ..............................................................54 3.5.2 Argamassa................................................................................................56 3.5.3 Dimensões dos blocos ..............................................................................58 3.5.4 Absorção de água .....................................................................................65 3.5.5 Ensaios de ruptura dos prismas por carga de carregamento....................68 3.5.6 Estudo Analítico dos resultados ................................................................69 3.5.7 Análise de sobrecarga nos prismas ..........................................................73 3.5.8 Análise dos resultados dos prismas estruturais de concreto com a ABNT NBR 15961-1: 2011. ..........................................................................................77 3.5.9 Análise dos resultados dos prismas estruturais cerâmicos com a ABNT NBR 15812-1: 2010....................................................................................................78 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................................80 5. REFERÊNCIAS .................................................................................................82
  • 16. 1 1. INTRODUÇÃO No Brasil, a indústria da construção civil apresenta um papel muito importante no desenvolvimento econômico, sendo esta atividade de grande influência no PIB (Produto Interno Bruto). Com o conhecimento dessa importância, o setor da construção civil tem que ser a cada dia mais dinâmico, e, apoiado na tecnologia, deve apresentar constantemente inovações que possam acompanhar o crescimento dessa atividade (CBIC – 2018). Segundo Camacho (2006), a utilização dessa técnica pode chegar a uma economia de 25% a 30%, se comparada ao sistema convencional em concreto armado. Este tipo de estrutural tem a capacidade de suportar as ações de solicitação da edificação, porém seu grande desempenho depende muito da coesão das alvenarias obtida pela aderência entre a argamassa de assentamento e o bloco. Esta aderência entre argamassa-bloco é que promoverá a ligação entre esses elementos, dando-lhes a característica de monoliticidade, o que faz da aderência uma propriedade essencial no caso das argamassas de assentamento, e ela permitirá que as paredes resistam aos esforços de cisalhamento e tração, além de garantir a estanqueidade das juntas, impedindo a penetração da água das chuvas (CARASEK, 2010). As características dos materiais e das formas de construção, a resistência e o comportamento da alvenaria são dependentes da resistência à sua tração, principalmente em paredes de contra-ventamento, uma vez que tensões de tração se desenvolvem na direção perpendicular à diagonal principal das paredes, onde, em geral, ocorre a ruptura (SANTOS, 2001). Diante da importância de cada elemento composto na construção de uma edificação, tomamos em estudo verificar a importância da argamassa juntamente com os blocos estruturais de cerâmica e de concreto. Devido à diversidade de argamassas no setor comercial e a evolução constante de novas técnicas aplicadas a esse produto, cria-se a expectativa de que os resultados obtidos neste trabalho, através de métodos experimentais e analíticos, contribuam para um melhor entendimento do comportamento da alvenaria cerâmica e de concreto quando submetidos esforços de tração na flexão e resistência à
  • 17. 2 aderência, na determinação das principais variáveis que influenciam na resistência e nas propriedades elásticas da alvenaria, quando submetida a esses esforços, e na obtenção de relações e tendências de variação dos dados obtidos. Utilizamos para esse experimento a metodologia aprovada pela ABNT, seguindo as orientações conforme as NBR’s especificadas para cada etapa. OBJETIVOS Este trabalho teve como objetivo a realização de um programa experimental com foco na aderência junta de argamassa – alvenaria cerâmica e de concreto, com base nos ensaios de tração na flexão considerando argamassas industrializadas e tradicional, seguindo as especificações das normas. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Para atingir o objetivo geral do trabalho, foram definidas algumas etapas:  Caracterização prévia dos blocos cerâmicos e de concreto estruturais com base na ABNT NBR 15270: 2017 e ABNT NBR 6136:2016;  Caracterização da areia, ou seja, análises granulométricas e de massa específica de acordo com a ABNT NBR 7217: 1987;  Caracterização prévia das argamassas utilizadas na montagem dos prismas conforme ABNT NBR 16541: 2016;  Cálculo dos valores médios de resistência a compressão da argamassa e dos blocos;  Cálculo dos valores médios da resistência a tração na flexão da alvenaria cerâmica e de concreto;  Comparação dos valores de resistência dos prismas ensaiados com os valores especificados pela ABNT NBR 15961-1: 2011 e ABNT NBR 15812-1: 2010;  Comparação dos resultados obtidos através do programa experimental com as referências bibliográficas.
  • 18. 3 Analisar os resultados de diferentes tipos de argamassas, utilizando métodos estatísticos para comprovar a influência das resistências de aderência a tração entre blocos com diferentes idades de aplicação da argamassa nos blocos cerâmicos e de concreto. JUSTIFICATIVA Sabendo-se que a argamassa é um elemento de grande importância para a coesão dos blocos estruturais, tem-se a necessidade de conhecimento de resultados de diferentes tipos de argamassa, que sejam de origem tradicional, de muito uso ainda nas obras da região, e ou as de fabricação industrial de pouco conhecimento dos profissionais. Este trabalho pretende servir como contribuição aos profissionais da área na opção de escolha do tipo de argamassa buscando subsídios de aderência entre blocos na tração da flexão obtendo os resultados que irão dar a ele um visualização geral para que possa permitir a escolha da argamassa ideal para cada tipo de situação em obra. Para isso, entende-se a necessidade de efetuar teste de aderência dos diferentes tipos de argamassa aplicado a diferentes tipos de blocos estruturais. E com a realização dos ensaios laboratoriais, obtêm-se resultados que são fundamentais para analisar as propriedades da resistência mecânica das argamassas aplicadas aos blocos. Neste trabalho será abordada especificamente a resistência de aderência e flexão na tração na alvenaria estrutural, devido à baixa utilização de argamassa industrial na região nordeste do estado de São Paulo, e será feita a comparação dos resultados obtidos, já que alguns trabalhos realizados comprovaram que a prática não está conforme as normas. .
  • 19. 4 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A alvenaria estrutural revolucionou a construção civil, substituindo os pilares e vigas, utilizados nos processos construtivos tradicionais, com paredes de blocos cerâmicos e de concreto que, juntamente das lajes, exerceram a função estrutural. Para esse processo, todos os elementos têm sua importância, sendo a argamassa a grande responsável pela coesão dos blocos. Novas técnicas de cálculo e execução em alvenaria estrutural estão se desenvolvendo no Brasil em decorrência da abertura de novas indústrias de fabricação de blocos estruturais e argamassas. É muito comum, com a entrada de novos materiais e novos conceitos na execução de uma obra de alvenaria, se encontrarem barreiras para sua aplicação na construção civil brasileira. Nosso estudo visa à verificação comparativa entre argamassas de diferente origem (LEMOS, 2016). 2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL Segundo Franco (1992), a alvenaria estrutural é um processo construtivo que se caracteriza pelo emprego de paredes de alvenaria, dimensionadas segundo métodos de cálculo racionais, como principal estrutura de suporte de edifícios. Neste sistema, os pilares e vigas são substituídos por paredes, que têm como objetivo resistir a seu próprio peso e a todas as cargas atuantes da edificação, além de transmiti-las para a fundação. O sistema de alvenaria estrutural possui também função de vedação, tendo que garantir a estanqueidade e a durabilidade do interior da edificação. Aqui no Brasil, a alvenaria estrutural surgiu no século XIX, ganhando destaque inicialmente no Estado de São Paulo, e depois em Minas Gerais, até se expandir para todo o país. Inúmeros edifícios são hoje construídos em alvenaria estrutural, especialmente edifícios residenciais e comerciais. Usualmente o sistema construtivo é indicado quando não há previsão de alteração na arquitetura (paredes não removíveis) ou quando essa possibilidade é limitada a alteração de algumas paredes apenas (pavimento com mais de uma opção de planta, previstas na fase do projeto) e para casos de vãos médios moderados de cerca de 4 a 5 metros.
  • 20. 5 Nas duas últimas décadas, com o surgimento de novos centros de pesquisa, a alvenaria estrutural vem se normalizando e ampliando sua abrangência nos setores habitacional, comercial e industrial. Atualmente ela é tida como um processo construtivo eficiente e racional (ROMAN, 2007, p.3). A alvenaria estrutural, se executada de forma correta, possui diversas vantagens em relação aos demais sistemas estruturais. São algumas delas: ● Redução do uso de fôrmas; ● Redução do uso de concreto e ferragens; ● Redução da mão-de-obra em carpintaria e ferragens; ● Racionalização na construção; ● Maior rapidez e facilidade do processo construtivo; ● Alta resistência ao fogo; ● Ótimo desempenho termo acústico. Esse sistema apresenta também algumas desvantagens como: ● Vãos livres são limitados devido à coordenação modular; ● As paredes estruturais não podem ser removidas sem substituição por outro elemento equivalente à função; ● Baixa flexibilidade arquitetônica. 2.2 COMPONENTES E ELEMENTOS DA ALVENARIA ESTRUTURAL As propriedades de uma parede dependem da composição dos materiais constituintes: bloco, argamassa, graute e armadura. Os componentes básicos da alvenaria devem apresentar características mínimas de desempenho e conformidade com as especificações de norma e propriedades que possibilitem o cumprimento de requisitos requeridos.
  • 21. 6 Para um melhor entendimento dos termos utilizados neste TCC, usamos definições fundamentais dos tipos de blocos e da argamassa, que são os principais componentes do trabalho. 2.3 BLOCOS Os blocos representam 80 a 95% do volume da alvenaria, e são determinantes de grande parte das características da parede: resistência à compressão, estabilidade e precisão dimensional, resistência ao fogo e à penetração de chuvas, isolamento térmico e acústico, e estética. Em conjunto com a argamassa, os blocos também são determinantes para a resistência ao cisalhamento, tração e para a durabilidade da obra. São, portanto, as unidades fundamentais da alvenaria. 2.3.1 Propriedades mecânicas Os blocos estruturais de concreto são caracterizados segundo suas propriedades, influenciando, dessa forma, as principais características da alvenaria. Como principais características da alvenaria, podem destacar-se a resistência à compressão, tração, o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson (FORTES, 2012). 2.3.2 Resistência à tração Os esforços de compressão impõem na alvenaria tensões de tração no bloco e tensões de compressão lateral na argamassa, que variam de acordo com sua rigidez. Essa preocupação com os esforços de tração fez com que fossem desenvolvidos dois métodos para estimar a resistência a tração dos blocos: os ensaios diretos e indiretos (FORTES, 2012). Pesquisadores normalmente optam por testes indiretos para determinar a resistência a tração, a partir do ensaio de compressão já que há grande dificuldade de realizar testes diretos confiáveis. Na alvenaria é comum ensaio de tração na flexão
  • 22. 7 e de compressão na diagonal como forma de estimar a resistência a tração (FORTES, 2012). 2.3.3 Bloco cerâmico estrutural Na estória dos blocos cerâmicos, há registros de que eles foram uma das primeiras descobertas criativas do ser humano; do tijolo arcaico aos blocos cerâmicos empregados atualmente na construção civil, o bloco para alvenaria estrutural significou um saldo em ganho de produtividade e redução de custos nos projetos de Arquitetura e Construção. No processo evolutivo, após conseguir endurecer a argila no fogo, em torno de 4.000 a.C., o homem começou a moldar recipientes para guardar água e comida. Com o passar do tempo, a escassez de matérias primas, como rocha e madeira, motivou experiências e pesquisas que ampliaram o uso do barro e da argila na construção. Progressivamente, os primeiros tijolos, que eram peças que pesavam aproximadamente 15 quilos cada, e que eram secadas ao sol, foram sendo substituídos por elementos mais parecidos com os blocos cerâmicos que conhecemos hoje. Só mais recentemente, em 1954, na cidade de Zurique, na Suíça, é que foi construído o primeiro edifício realmente “projetado”. A partir de então, a Construção Civil não parou mais de crescer, com a aplicação de novas tecnologias e o desenvolvimento de novos materiais. De acordo com a ABNT – NBR 15270: 2005, o bloco cerâmico é definido como sendo um componente de alvenaria que possui furos prismáticos e/ou cilíndricos perpendiculares às faces de assentamento, e tem como função principal suportar cargas verticais. Eles são classificados de acordo com sua resistência a compressão, sendo material básico de sua fabricação a argila. Blocos cerâmicos são unidades de alvenaria mais utilizadas ao longo do tempo em várias partes do mundo. Seu uso costuma ser economicamente viável pelo fato de existirem jazidas de argila em diferentes regiões. Segundo Fortes (2012), os blocos são as unidades fundamentais da alvenaria estrutural, pois seu desempenho em conjunto com a argamassa é determinante para adquirir resistência à tração, ao cisalhamento e consequentemente, garantir a durabilidade da obra. A geometria adequada para blocos cerâmicos aplicados em alvenaria estrutural é um importante fator para o desempenho mecânico,
  • 23. 8 pois as dimensões de paredes internas e externas e septos influenciam diretamente na sua resistência à compressão. A Figura 1 apresenta os diversos formatos de blocos cerâmicos estruturais. a) Bloco cerâmico estrutural de b) Bloco cerâmico estrutural paredes vazadas com paredes maciças (com paredes internas maciças) c) Bloco cerâmico estrutural d) Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças (com perfurado paredes internas vazadas) Figura 1 - Formatos de blocos estruturais cerâmicos Fonte: ABNT NBR 15270: 2017 Corrêa e Ramalho (2003) afirmam que o comprimento e a largura definem a modulação horizontal, e a altura define a modulação vertical a ser adotada nas elevações das paredes de alvenaria estrutural. 2.3.4 Dimensões O comércio de blocos cerâmicos oferece opções de dimensões que podem variar conforme o seu fornecedor. A variação convencional é na espessura,
  • 24. 9 sendo que a altura e o comprimento dos blocos são padronizados, conforme Tabela 1. Tabela 1 - Dimensões de fabricação de blocos estruturais cerâmicos Fonte: ABNT NBR 15270: 2017 a) Bloco inteiro b) Bloco canaleta c) Meio bloco d) Bloco compensador e) Bloco de amarração f) Bloco canaleta g) Bloco especial Figura 2 - Tipos de blocos estruturais cerâmicos Fonte: Selecta blocos Dimensões L x H x C Dimensões de fabricação (cm) Módulo dimensional M = 10 cm Largura (L) Altura (H) Comprimento (C) Bloco Principal 1/2 Bloco Amarração (L) Amarração (T) (5/4)M x (5/4)M x (5/2)M 11,5 11,5 24 11,5 - 36,5 (5/4)M x (2)M x (5/2)M 19 24 11,5 - 36,5 (5/4)M x (2)M x (3)M 29 14 26,5 41,5 (5/4)M x (2)M x (4)M 39 19 31,5 51,5 (3/2)M x (2)M x (3)M 14 19 29 14 - 44 (3/2)M x (2)M x (4)M 39 19 34 54 (2)M x (2)M x (3)M 19 19 29 14 34 49 (2)M x (2)M x (4)M 39 19 - 59
  • 25. 10 2.3.5 Processo de produção Os blocos cerâmicos estruturais usualmente são fabricados por extrusão, e não por prensagem, a partir de uma mistura de um ou mais tipo de argila com aditivos, e queimados em fornos com temperatura variando entre 800 e 1100 graus. As fábricas mais modernas possuem forno do tipo túnel, com rigoroso controle de temperatura. Como o próprio nome diz esse forno tem forma de um túnel por onde os blocos ainda “verdes” correm, atravessando fases de aquecimento, queima e esfriamento. Todo esse processo permite uma queima uniforme de todos os blocos e resulta em um produto de maior qualidade, sujeito a menores variações tanto de resistência quanto dimensionais. Nas fábricas mais simples o forno é do tipo “capela”, uma câmara em formato onde todos os blocos são alocados e a queima é feita. A utilização desses fornos usualmente leva a queimas mais irregulares, os blocos que ficam mais perto das paredes queimam de forma diferente dos blocos da parte central do forno, gerando maior variação entre as propriedades deles. Desta forma pode-se perceber que pode haver uma grande diferenciação na qualidade dos blocos em função do porte da fábrica. A extrusão é a etapa principal da atividade de construção do bloco, uma falha nessa etapa pode modificar as propriedades mecânicas e as características geométricas dos blocos, comprometendo a qualidade e a segurança de toda a estrutura. A qualidade da extrusão influencia diretamente as propriedades finais do produto a verde ou queimado (IOSHIMOTO, 2004). A Figura 3 mostra o processo de extrusão. Figura 3 - Extrusão por máquina de argila crua Fonte: Cerâmicos Tavares
  • 26. 11 2.3.6 Bloco estrutural de concreto O material foi inventado na Inglaterra, para dar lugar ao artesanal tijolo de barro e para deixar as casas mais seguras. Inglaterra, Estados Unidos, Alemanha e Brasil são os maiores consumidores de blocos de concreto do mundo, sendo a capital paulista a que mais utiliza esse tipo de bloco estrutural no país. Os primeiros blocos de concreto foram desenvolvidos e patenteados por Gibbs, na Inglaterra, em 1850, mas a produção em massa começou apenas em 1904, na Virgínia - EUA por J. Bresser, que desenvolveu as máquinas vibro-prensas automáticas. No Brasil há indícios da utilização de blocos de concreto para vedação pela primeira vez na década de 40 (ABIBC, 2008). Devido ao aumento da demanda de uso deste tipo de bloco, já na década de 50 levou ao uso de ensaios em laboratórios; com os resultados dos ensaios obtiveram-se diversos parâmetros que permitiram a modelagem do bloco de concreto, contribuindo com a busca da elaboração de normas técnicas mais precisas para construções desse tipo de alvenaria. A primeira norma específica de blocos de concreto, datada de 1982, foi a ABNT NBR 7173: 1982 - Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem função estrutural, a qual padronizou os blocos de concreto para vedação (ABIBC, 2008; TAUIL, 1998). De acordo com a norma ABNT NBR 6136: 2016, o bloco de concreto se define como um elemento de alvenaria cuja área liquida é igual ou inferior a 75% da área bruta. São classificados em dois tipos; um deles pode ser utilizado em paredes externas acima ou abaixo do nível do solo, podendo estar exposto à umidade ou intempérie sem receber revestimento de argamassa, enquanto o segundo tipo de bloco é utilizado acima do nível do solo, deve ser revestido e não pode estar exposto a intempéries. Um bloco deve oferecer qualidade e economia às edificações. Isso significa que deve apresentar dimensões e formas adequadas, compacidade de resistência, bom acabamento geométrico, boa aparência visual sobretudo quando o projeto não prevê revestimento. Além disso, deve garantir isolamento termo acústico. Estes parâmetros são determinantes para a qualidade dos blocos e têm seus limites estabelecidos em normas técnicas. Uma das características do bloco de concreto vazado, ou seja, sem fundo, é a de que se aproveitam os furos para a passagem das
  • 27. 12 instalações e para a aplicação do graute (concreto de alta plasticidade). Não tendo fundo, há também uma grande economia de argamassa de assentamento. 2.3.7 Dimensões A norma brasileira faz uma designação dos blocos tomando como base a largura, por exemplo M-7,5, M-10, M-12,5, M-15 e M-20, referindo-se às larguras de 6,5, 9, 11,5, 14 e 19 cm, respectivamente, conforme Tabela 2. Tabela 2 - Dimensões de blocos estruturais de concreto Designação Largura (mm) Altura (mm) Compr. Parede Transversal Parede Longitudinal B-7.5 6,5 190 390 15 15 MB-7.5 6,5 190 190 15 15 B-10 90 190 390 15 15 MB-10 90 190 190 15 15 B-12 115 190 390 15 15 MB-12 115 190 190 15 15 B-14 140 190 390 15 15 MB-14 140 190 190 15 15 B-19 190 190 390 15 15 MB-19 190 190 190 15 15 Fonte: FK Comércio (2018)
  • 28. 13 Figura 4 - Tipos de blocos estruturais de concretos Fonte: Iporã Blocos 2.3.8 Processo de produção No processo de produção dos blocos de concreto, as principais etapas, segundo Souza (2001) e Medeiros (1994), que exercem influência sobre a qualidade do bloco de concreto são: cura, tempo de adensamento, consistência de moldagem, composição granulométrica dos agregados, teor de água e cimento, estocagem dos materiais e utilização de aditivos. Ao contrário do que se possa imaginar, esses estudos comprovam que a relação água cimento não influencia na resistência dos blocos de concreto. Para preparar o concreto, os materiais chegam por esteiras até o misturador. Cada tipo de bloco tem um traço diferente, que é a proporção entre água, cimento e agregados. Areia e pedras têm que ser livres de argila, barro, folhas, gravetos, raízes e grãos. A quantidade de agregados é definida em função de sua umidade. Após a preparação, o concreto é transportado para uma vibro prensa, que
  • 29. 14 é o elemento central na fabricação de blocos, através de caçambas. Nesta fase de prensagem o bloco ganha características de resistência e compressão. 2.4 ARGAMASSA A ABNT NBR 13529: 2013 define como argamassa industrializada o material proveniente da dosagem controlada em instalação industrial, de aglomerantes de origem mineral, agregados miúdos e, eventualmente, aditivos e adições em estado seco e homogêneo, ao qual o usuário somente necessita adicionar a quantidade de água requerida. Na alvenaria estrutural a argamassa tem função de ligação entre blocos, uniformizando os apoios entre eles. O conjunto bloco e argamassa forma um elemento misto chamado alvenaria, que deve ser capaz de suportar diferentes carregamentos e condições ambientais. Os primeiros registros do emprego da argamassa como material de construção são da pré-história, sendo que as mais antigas eram feitas à base de cal e areia. Os romanos descobriram que a cal não endurecia com água, mas que se a misturassem com cinzas vulcânicas poderiam produzir o que seria chamado de cimento pozolana, o Coliseu, em Roma, é um exemplo de estrutura feita por pozolana que resistiu bem ao tempo durante séculos Até o século XVIII, poucos avanços ocorreram com a argamassa, quando John Smeaton misturou pozolana ao calcário, com elevada taxa de argila, produzindo então o futuro cimento conhecido como Portland, este seria um dos principais componentes das argamassas modernas, que muitas vezes contam ainda com aditivos orgânicos para melhorar algumas propriedades como a trabalhabilidade. Essa evolução contínua levou ao surgimento das argamassas industrializadas no final do século XIX na Europa e nos Estados Unidos. As argamassas industrializadas tiveram seu uso disseminado no Brasil a partir dos anos 90, o que foi obtido tanto por investimentos das indústrias cimenteiras, quanto pela necessidade de racionalização das construtoras, pois o mercado passava a exigir cada vez mais rapidez nas obras, redução das perdas e melhoria da produtividade, o que levou à incorporação de novas tecnologias no mercado que possibilitassem ganhos em tempo, qualidade e logística.
  • 30. 15 2.4.1 Argamassa de assentamento A argamassa de assentamento, conforme a ABNT NBR 13281: 2005 é uma mistura homogênea de agregados miúdo(s), aglomerante(s), inorgânico(s) e água contendo, ou não, aditivos com propriedades de aderência e endurecimento, podendo ser dosada em obra ou em instalação própria (argamassa industrializada). A argamassa de assentamento é o elemento principal de coesão entre blocos, podendo ser composta de cimento, cal e areia ou apenas cimento e areia, cada uma com suas vantagens e desvantagens. É um elemento que tem papel importante na vedação da parede, impedindo a passagem de água e agentes agressivos, e na absorção de deformações naturais da parede. Segundo Parsekian e Soares (2010), argamassas mais fortes (apenas cimento e areia) não são recomendadas devido a sua alta rigidez e baixa capacidade de absorver deformações, podendo ocasionar fissuras. Enquanto que argamassas mais fracas (de cimento, cal e areia) podem ter resistências à compressão e aderência baixas, comprometendo a resistência da parede como um todo. A utilização de argamassas mistas é altamente recomendável para assentamento de alvenaria. A adição de cal, ainda que leve a alguma perda de resistência, proporciona uma argamassa de melhor trabalhabilidade, melhora a retenção de água e a capacidade de absorver deformações. Sabe-se que o mecanismo de ruptura da alvenaria tem relação direta com a interação entre o bloco e a junta. Portanto, o conhecimento do comportamento mecânico das argamassas é essencial, mesmo que nem todos os pesquisadores concordem com isso (RAMAMURTHY e GANESAN, 1988). Existem diversos tipos de argamassas para os mais variados usos: assentamento de alvenaria, colante, revestimento, rejunte, entre outras. O foco deste trabalho são as argamassas para assentamento de blocos estruturais. Essas argamassas são utilizadas para elevação de paredes e muros de tijolos ou blocos, possuindo as seguintes características quanto as suas funções e propriedades, conforme Tabela 3.
  • 31. 16 Tabela 3 - Principais propriedades da argamassa de assentamento na alvenaria Fonte: Adaptado de Carasek As principais funções da argamassa de assentamento são: ● unir os blocos, distribuindo as cargas por toda a área desses; ● compensar imperfeições e variações dimensionais dos blocos e vedar a parede, protegendo-a da água e outros agentes agressivos; ● absorver as deformações naturais a que a parede é submetida, como variações devido a gradiente térmico, retração por secagem, a pequenos recalques, e é importante que a resiliência seja boa, isto é, a argamassa deve ser capaz de absorver essas deformações sem se romper; ● contribuir para a resistência da parede de maneira adequada, a resistência da argamassa é de fundamental importância na resistência ao cisalhamento e tem sua importância secundária na resistência à compressão da parede. As argamassas de assentamento possuem dois estados bem distintos: plástico e endurecido. As principais características da argamassa no estado plástico são: trabalhabilidade e capacidade de retenção de água. Já, no estado endurecido são: aderência, resiliência, resistência a compressão. A utilização inadequada de argamassas é a causa de diversas patologias. Funções Principais requisitos / Propriedades Unir a unidade de alvenaria e ajudá-las a resistir aos esforços laterais Trabalhabilidade (consistência, plasticidade e retenção de água) Distribuir uniformemente as cargas atuantes na parede por toda a área resistente dos blocos Aderência Absorver deformações naturais a que a alvenaria estiver sujeita Capacidade de absorver deformações Selar as juntas Resistência mecânica
  • 32. 17 2.4.2 Trabalhabilidade A argamassa tem boa trabalhabilidade quando adere à colher de pedreiro, deslizando facilmente, tem uma aderência muito boa nas superfícies verticais e projeta-se horizontalmente para fora da junta, facilitando o arremate ou frisamento da junta, suportando o peso das fiadas superiores dos blocos assentados no mesmo dia. Essas características não dependem somente da argamassa, dependem também da condição climática (mais quente ou frio, mais seco ou úmido, com mais ou menos vento). O uso de cal ou aditivo melhora a trabalhabilidade, porém no uso de aditivo deve-se tomar cuidado com o aumento do teor de ar incorporado, que, se excessivo, pode prejudicar a aderência. Em laboratório se faz um ensaio de consistência, descrito na ABNT NBR 13276: 2005. Nesse ensaio a argamassa é moldada em um tronco de cone e este é submetido a uma série de golpes em uma mesa de consistência. Após o ensaio é medido o diâmetro do cone espalhado. A norma estabelece que o diâmetro deve ser igual a 255+-10mm. O índice de consistência padrão é um indicativo de que a argamassa é trabalhável e serve para padronização dos ensaios e definição do traço em laboratório, conforme Figura 5. Figura 5 - Ensaios do índice de consistência padrão Fonte: Autores
  • 33. 18 2.4.3 Retenção de água A água tem duas funções na argamassa, a hidratação do cimento para endurecimento da pasta e lubrificação dos grãos. As argamassas pouco retentivas perdem água em excesso, tornando-se pulverulenta e diminuindo sua resistência de compressão e, principalmente, a aderência pode ainda provocar expansões indesejáveis nos blocos, aumentando o potencial de retração na secagem. A capacidade de retenção está ligada à superfície (área por unidade de massa) dos componentes da argamassa. Por isso, mais cal em relação ao cimento é melhor neste aspecto (a cal tem maior superfície específica que o cimento). A cal é um excelente retentor de água, cede água aos poucos. 2.4.4 Aderência Aderência é a resistência de arrancamento da argamassa endurecida do substrato, que é influenciada pela condição superficial dele, pela qualidade e dosagem correta dos materiais, pela capacidade de retenção de água, pela espessura do revestimento, entre outras. Assim como o bloco, a argamassa tem influência direta na aderência. Apesar da resistência de aderência da argamassa ser diretamente proporcional à quantidade de cimento, a aderência argamassa-bloco depende da combinação das características dos dois componentes. Nas argamassas mistas, a aderência ocorre principalmente pela penetração e encunhamento da argamassa no bloco. Os fatores que influenciam na aderência são a retenção de água, a trabalhabilidade e a % de aglomerantes. Além da resistência à compressão dos blocos, a aderência é a propriedade mais importante para a resistência da alvenaria. Ela deve resistir às tensões tangenciais e normais de tração. A aderência é medida através de ensaio de tração na flexão, conforme normas ABNT NBR 15961-2: 2011. A Figura 6 demonstra o ensaio de tração na flexão realizado em laboratório.
  • 34. 19 Figura 6 - Ensaios de tração na flexão nos prismas Fonte: Autores 2.4.5 Resistência à compressão Segundo Rizzati (apud SANTOS, 2008, p.28), [...] a influência da resistência à compressão da argamassa cresce com o aumento da qualidade da unidade e consequente elevação das tensões admissíveis. Entretanto, este aumento de resistência da argamassa gera um aumento menos significativo do que aquele ocasionado pela maior resistência das unidades. Corrêa e Ramalho (2003) concordam que a resistência à compressão da argamassa não afeta de forma significativa na resistência à compressão da parede, apenas no caso em que ela tiver um valor inferior a 30% a 40% da resistência do bloco estrutural. Gomes (1983) recomenda o uso de argamassas com resistência entre 70% a 100% da resistência do bloco; porém, mesmo resistências com valor aproximado de 50% não apresentam queda significativa na resistência da parede. Segundo a ABNT NBR 13281: 2005, as argamassas podem ser classificadas conforme suas resistências à compressão, a Tabela 4 mostra essa classificação e a Figura 7 ilustra o ensaio de compressão da argamassa.
  • 35. 20 Tabela 4 - Classificação das argamassas Classificação NBR 13281: 2005 Resistência média de compressão da argamassa (Mpa) 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0 P2 e P3 P4 e P5 P6 Traço de referência esperado (cimento: cal: areia) em volume 1:2:9 01:1:6 1:0,5:4,5 Fonte: Parsekian e Soares (2010) Parsekian e Soares (2010) indicam algumas resistências de argamassas recomendadas em função da resistência de blocos na Tabela 5. Tabela 5 - Resistência indicada para argamassas Bloco: fbk (Mpa) Argamassa: fa (Mpa) Mínimo Máximo Recomendado 3,0 2,1 4,9 4,0 6,0 4,2 9,7 5,0 8,0 5,6 12,9 6,0 10,0 7,0 16,1 7,0 a 8,0 Fonte: Parsekian e Soares (2010) Figura 7 - Ensaios de compressão em CPs Fonte: Autores
  • 36. 21 2.4.6 Tipo de assentamento e espessura das juntas A fôrma em que a argamassa é distribuída nas faces dos blocos estruturais é um fator que influência para a resistência à compressão de uma parede. A argamassa pode ser aplicada tanto em toda a face do bloco, como apenas nas laterais. Segundo Colville e Wolde-Tinsae (apud PARSEKIAN, 2002, p.39), em estudos de blocos de concreto vazados as tensões na área líquida de blocos com argamassa apenas nas laterais são em média 8% maiores que as tensões na área líquida obtidas em alvenarias com argamassas em toda a face de assentamento. É recomendado o uso de juntas de argamassa de 1 cm, valores menores que isso podem gerar falhas de execução e na absorção de esforços. Segundo Francis (apud, CORRÊA e RAMALHO, 2003, p.76), foi comprovada que a resistência de uma parede diminui com o aumento da espessura da junta horizontal de argamassa. Lima (2010) realizou um estudo experimental de prismas com três tipos de argamassa e espessuras de 10 mm, 15 mm e 20 mm, e também teve como conclusão que as resistências diminuem conforme o aumento da espessura da junta. A Figura 8 demonstra dois tipos de assentamento de argamassas. a) Assentamento total b) Assentamento nas faces laterais do bloco Figura 8 - Tipos de assentamentos na construção de prismas Fonte: Leão (2008) 2.4.7 Produção A produção de argamassas industrializadas tem acompanhado o crescimento da aplicação deste produto nas obras, com o surgimento de várias
  • 37. 22 indústrias voltadas para esse segmento. Contudo, a participação ainda desse produto nas obras de pequeno porte, é considerada incipiente. A preparação das argamassas em obras, por ter desempenho não compatível com o tipo de trabalho específico da edificação, e ser de uso comum para toda parte da obra, levou à necessidade da busca da especificação da argamassa. Com base no que é feita na obra foi que surgiu a ideia da elaboração da argamassa industrializada, buscando a segurança do projeto e a qualidade que leva à satisfação do cliente. Com a melhoria constante desse produto, seu uso passou a ter aumento na variação de distribuição da produção de argamassas industrializadas em todo o país, concentrando-se mais nas regiões sul e sudeste, por serem de maior demanda na construção civil. 2.4.8 Processos de produção Fabricada em unidades industriais, a argamassa industrializada é produzida com controle de qualidade. É composta por areia seca, por isso a retração no produto industrializado é mínima. Além disso, tem em sua formulação aditivos que melhoram os seus desempenhos de acordo com a especificação. Sua produção é facilmente entendida através de fluxograma do processo de produção de argamassa, ilustrado na Figura 9, e é constituído das seguintes etapas (HAVER; BOECKER LATINOAMERICA; 1999; MARTINS (2001): Figura 9 - Etapas de produção da argamassa industrializada Fonte: HAVER; BOECKER LATINOAMERICA; 1999; MARTINS (2001) NOTA: todo o processo é via controle de automação. Na etapa de tratamento, o agregado artificial passa por uma cominação, ou diminuição da partícula, na própria mineradora ou planta de mistura de argamassa. Essa cominação é feita através de britagem, seguida de moagem, de modo que as Tratamento e classificação de agregados Ensacamento e despacho Dosagem e mistura
  • 38. 23 partículas tenham dimensão máxima de 2,4mm. O agregado artificial ou natural é submetido à secagem e então passa por um processo de classificação por peneiras, e é, em seguida, armazenado em silos. Esse silo normalmente contém grão classificado como frações médias, fina, e filler, cada uma delas com distribuição granulométrica controlada. Na etapa de dosagem, os materiais componentes, cimentos, agregados e aditivos, são pesados e descarregados no misturador para homogeneização. O processo de mistura é feito por batelada, cuja dosagem de cada um dos materiais constituintes obedece à formulação pré-estabelecida. Na memória central desse sistema ficam as lógicas dos processos e as formulações das argamassas. Uma vez programado para produzir um determinado tipo e quantidade de argamassa, o operador inicia o processo e a fábrica produzirá a quantidade do tipo solicitado até o final da programação. Caso ocorra alguma falta de matéria-prima ou falha no sistema de produção, a operação é interrompida e um alarme informa ao operador onde ocorreu o problema. Enquanto esse não é solucionado, a produção ficará interrompida. O sistema de pesagem e controle das formulações é realizado por um computador que contém a dosagem de cada constituinte e todo o histórico de cada batelada do processo, em que cada mistura tem seus parâmetros operacionais de pesagens e tempo registrado, permitindo a rastreabilidade para o controle da qualidade nessa base de dados. Dispõe de ferramentas que criam um fluxo uniformemente distribuído no volume interno do tambor para garantia da homogeneidade do produto. 2.4.9 Vantagens A utilização destas argamassas apresenta as seguintes vantagens:  Uso de argamassas com desempenhos adequados para cada utilização.  Simplificação e organização do canteiro, principalmente quando não se dispõe de espaço físico suficiente para armazenamento dos materiais.  São preparadas próximo ao local onde serão utilizadas, eliminando perdas no transporte.  Garantia de qualidade por parte do fabricante.
  • 39. 24  Materiais constituintes medidos em peso, com isto retira-se da obra a responsabilidade quanto à dosagem, além de se garantir uma maior precisão no traço e uniformidade ao longo da obra. Um passo importante no processo de industrialização dos canteiros de obra. (Comunidade da construção – sistemas a base de cimento, 2006) 2.5 PRISMA SIMPLES O prisma é um corpo de prova que é utilizado para ensaio de tração na flexão e aderência, constituído de duas ou mais unidades de alvenaria superpostas, unidas por uma junta de argamassa de 10 +/- 3 mm. Conforme Figura 10, existem vários tipos de assentamento de prismas. Figura 10 - Ilustração de diversidade de prismas Fonte: Santos (2008) O ensaio de prisma visa simular o comportamento da alvenaria, então é necessário observar a interação entre os blocos estruturais e as argamassas. Como já foi citado neste trabalho, todos estes componentes influenciam de forma significativa na resistência à compressão, à resistência de aderência e na resistência de tração na flexão dos prismas.
  • 40. 25 Segundo Soares (2011), os ensaios de prismas apresentam a vantagem de serem mais rápidos e econômicos do que os ensaios de paredes, além de não exigirem estrutura laboratorial muito sofisticada, entretanto não se obtém o real comportamento da alvenaria. 2.5.1 Resistência à compressão Com o atual uso de materiais de alta resistência, com unidades pouco espessas, a resistência à compressão é de extrema importância para a alvenaria estrutural, devendo ser sempre maior de 3 Mpa por bloco. Essa importância faz do ensaio de prisma um dos principais temas de pesquisa, além das relações dessa resistência com resistência à compressão de blocos e paredes. Tanto a ABNT NBR 15961-2: 2010 quanto a ABNT NBR 15812-2: 2010 trazem especificações para determinar a resistência à compressão e de elasticidade de prisma, o cálculo característico é dado pela equação 1. Equação 1 – Resistência à compressão e de elasticidade de prisma 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 = 2{ 𝑓𝑝{1} + 𝑓𝑝{2} … 𝑓𝑝{𝑖 − 1}] 𝑖 − 1 − 𝑓𝑝𝑖 i - 1 Onde: 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 - é a resistência característica estimada da amostra, expressa em Mpa; 𝑓𝑝{1} + 𝑓𝑝{2} + ⋯ + 𝑓𝑝{𝑖 − 1} , são os valores de resistência à compressão individual dos corpos de prova da amostra, ordenados crescentemente; 𝑖 = 𝑛 2 se n for par; 𝑖 = 𝑛−1 2 , se n for ímpar n é igual à quantidade de prismas da amostra. Após o cálculo do 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡, é necessário realizar a seguinte análise:
  • 41. 26 Se 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 for maior que 85% do valor da média da resistência à compressão de todos os corpos de prova (𝑓𝑝𝑚), adota-se 𝑓𝑝𝑚, como a resistência característica do lote 𝑓𝑝𝑘. Se 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 for menor que ø x fp(1), adota-se a resistência característica à compressão determinada pela expressão ø x fp(1). Os valores de ø estão indicados na Tabela 6. Tabela 6 - Valores de ø em função da quantidade de prismas Quantidade prismas 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Ø 0,89 0,91 0,93 0,94 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,01 1,02 1,04 Fonte: Parsekian e Soares (2010) Caso o valor calculado de 𝑓𝑝𝑘, 𝑒𝑠𝑡 esteja entre os limites mencionados acima, adota-se este valor como a resistência características à compressão 𝑓𝑝𝑘 2.5.2 Cisalhamento Paredes de contraventamento são dimensionadas para resistir ao cisalhamento devido à força lateral e também a esforços de compressão e de flexão, todas essas ações em seu plano. Dependendo da forma de construção e do efeito combinado de compressão e momento fletor, a ruptura por cisalhamento é caracterizada pelo escorregamento ao longo das juntas, por tração diagonal ou por compressão – cisalhamento, conforme Hamid & Drysdale (1980). Para ruptura ao cisalhamento, várias pesquisas mostram que a resistência de cisalhamento ao longo da junta é altamente dependente da aderência e da pré-compressão. O valor da parcela de resistência ao cisalhamento da alvenaria depende do traço da argamassa utilizada, que influencia a aderência inicial (σ0), e do nível de pré-compressão (μσ), com coeficiente de atrito μ = 0,5. Segundo o projeto de norma, o valor característico da resistência convencional ao cisalhamento, fvk, é indicado na Tabela 7.
  • 42. 27 Tabela 7 - Resistência ao cisalhamento Resistência média de compressão da argamassa (Mpa) 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0 Fvk 0,10 + 0,5 σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5 σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5 σ ≤ 1,7 Fonte: Guilherme Parsekian Sendo que: Fvk: resistência característica ao cisalhamento; σ: tensão normal considerando apenas 90% das cargas permanentes. Os valores indicados na Tabela 8 são válidos somente para as argamassas tradicionais de cimento, cal e areia, sem aditivos ou adições. No caso de argamassa industrializada, com o uso de aditivo, deve ser realizado um ensaio de caracterização da alvenaria para se obter a resistência ao cisalhamento. O valor da tensão de pré-compressão σ deve ser calculado considerando apenas ações permanentes, minoradas do coeficiente de redução igual a 0,9. 2.5.3 Flexão na tração Leão (2008) realizou ensaios de tração na flexão de acordo com a norma americanos “Teste Method for Flexural Bond Strenght of Masonry”- ASTM E518-80, que segue os mesmos parâmetros que a ABNT NBR 15961-2:2011.A Tabela 8 mostra o número de CPs e a combinação dos materiais nos prismas ensaiados. Os ensaios executados com argamassa A1 se tornaram inviáveis, pois devido a sua baixa aderência entre o bloco e a argamassa, os prismas foram rompidos pelo peso próprio. Tabela 8 - Número de CPs em cada categoria de prismas Tipo de bloco Prismas de 4 fiadas (tração na flexão) A2 A3 Bloco 1 10 10 Bloco 2 10 Fonte: Leão (2008)
  • 43. 28 Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 9. Tabela 9 - Resultados médios de resistência à tração na flexão dos prismas Tipo de prisma Número de CPs Resistência da argamassa (MPa) Resistência à tração na flexão do prisma (MPa) Desvio (MPa) C.V. Comp. Tração Área bruta Área líquida Área vazada T-B1-A2-FS 10 4,01 1,09 0,33 0,49 0,99 0,057 17,50% T-B1-A2-FC 10 6,09 1,51 0,33 0,5 1,04 0,106 31,80% T-B1-A3-FS 10 9,28 2,36 0,49 0,74 1,49 0,141 28,64% T-B1-A3-FC 10 9,85 1,99 0,39 0,59 1,22 0,128 32,59% T-B2-A2-FS 10 4,86 1,28 0,13 0,19 0,63 0,015 11,14% T-B2-A2-FC 6 4,83 1,25 0,22 0,3 1,22 0,113 50,29% T-B2-A3-FC 6 7,27 1,89 0,31 0,43 1,65 0,095 30,25% Fonte: Leão (2008) Através desses resultados, foi realizada a análise de alguns aspectos que contribuíram ou não para os resultados, que são: correlação flexão de argamassa com flexão de prismas; influência do tipo de bloco na resistência à tração dos prismas; influência das propriedades da argamassa na resistência à tração dos prismas; comparação múltipla de médias e a relação entre a resistência à tração e a compressão dos prismas. Leão (2008) concluiu que a resistência à tração na flexão é prejudicada pela grande variação nos dados, intrínseca à natureza do ensaio, portanto há uma necessidade de aumentar a quantidade de CPs para possibilitar uma comparação mais confiável de resultados nesse tipo de ensaio. Percebeu-se, também, que os blocos em que as paredes não são maciças distorcem os resultados, pois no interior do furo se forma um engaste entre o bloco e a junta de argamassa. 2.6 TRABALHOS EXPERIMENTAIS DE RESISTÊNCIA DE TRAÇÃO NA FLEXÃO EM ALVENARIA ESTRUTURAL 2.6.1 Pesquisador – Fortes, Ernesto Silva
  • 44. 29 Fortes et. al (2013), ensaio um total de 100 prismas de 5 fiadas como o objetivo de entender o comportamento da alvenaria de blocos cerâmicos na resistência a tração na flexão, utilizado argamassas tradicionais. De acordo com o autor a resistência da tração na flexão da alvenaria estrutural com blocos cerâmicos diminui com o aumento da resistência a compressão dos blocos. 2.6.2 Pesquisador - Leão, Carlos Tasior Leão (2008), realizou os ensaios de resistência à tração na flexão, para isso foram moldados 7 tipos de prismas, que foram construídos com dois tipos de bloco, duas argamassas com resistência distintas. Foram ensaiados por dois métodos, flexo compressão e flexão simples. A resistência da argamassa foi variável cuja sua influência na resistência à tração ficou explicita. Os resultados obtidos no método de ensaio de flexão simples apresentaram variabilidade menor que os resultados dos ensaio de flexo-compressão. 2.6.3 Pesquisador – Ferraz, Fabiana Carvalho Ferraz (2011), para realização deste ensaio, foram moldados 12 prismas de bloco de concreto e 12 prismas de bloco cerâmico com dois tipos de argamassas industriais e tradicionais, nos ensaios de tração à flexão deste prismas, observou que o bloco de concreto com utilização de argamassa industrial apresentou melhor desempenho do que o bloco cerâmico em comparação aos aspectos analíticos.
  • 45. 30 3. MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização do trabalho foi desenvolvida um pesquisa experimental para verificação do comportamento da tração na flexão da alvenaria estrutural com blocos de concreto e cerâmico. A pesquisa experimental caracteriza-se por manipular diretamente as variáveis relacionadas com o objeto de estudo. Portanto, a pesquisa experimental pretende dizer de que modo ou por que causas o fenômeno é produzido, Manzato at al (2009) Para a realização do estudo foram utilizadas dois tipos de argamassa, sendo, uma industrial e uma tradicional para as juntas de argamassa. Portanto, o programa experimental foi dividido em:  Fase 1 - Descrição da Caracterização da areia e do cimento CP II Z 32.  Fase 2 – Descrição da Moldagem e ensaio dos corpos de prova prismáticos de das argamassas, conforme ABNT NBR 16541: 2016.  Fase 3 – Descrição da caracterização dos blocos cerâmicos e concreto segundo a ABNT NBR 15270-1: 2017 e ABNT NBR 6136: 2016 respectivamente.  Fase 4 – Descrição da montagem e ensaio dos prismas de 5 fiadas com blocos cerâmicos e concreto, utilizando argamassa industrial e tradicional, de acordo com especificações da ABNT NBR 15961-2: 2011 e da NBR 15812/2010.  Fase 5 – Resultados e discussões de caracterização e ensaio dos materiais, dos blocos, da argamassa e dos prismas de 5 fiadas. 3.1 Fase 1- DESCRIÇÃO DA CARACTERIZACAO DA AREIA E DO CIMENTO CP II Z 32. Durante o período de 24 horas, foi realizada a secagem da areia em estufa (105 ± 5ºC) e, posteriormente, ela foi resfriada em temperatura ambiente; com a areia em temperatura estável, foi realizado o ensaio granulométrico conforme a ABNT NBR 7217: 1987, a fim de obter sua granulometria. A Tabela 10 mostra as massas mínimas de acordo com a ABNT NBR 7217: 1987.
  • 46. 31 Tabela 10 - Massas mínimas de amostras de ensaios Dimensão máxima características do agregado (mm) Massa mínima da amostra de ensaio (kg) < 4,8 0,5 6,3 3 >9,5 e < 25 5 32 e 38 10 50 20 64 e 76 30 Fonte: ABNT NBR 7217: 1987 Conforme norma de caracterização de areia, ABNT NBR 248: 2003, foi utilizada uma amostra de 0,5 kg de areia para o ensaio de granulometria. Para realização destes ensaios utilizamos equipamentos de apoio determinado pela norma, os quais são ilustrados na Figura 11. Figura 11 - Equipamentos utilizados na granulometria Fonte: Autores O cimento Portland Pozolânico CP II Z 32 é composto por adições de material Pozolânico. É o aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer Portland pozolana sem adição de outra substância. As pozolanas são materiais silicosos ou sílico-luminosos, naturais ou artificiais, que contêm um teor elevado de sílica em forma reativa, não cristalina, finalmente pulverizada, capaz de reagir na presença de água em temperatura normal; forma compostos com propriedades aglomerantes (KLOSS, 1996).
  • 47. 32 Esse tipo de cimento é empregado em obras civis gerais, subterrâneas, marítimas, concretos simples, armados, protendidos, artefatos de cimento e elementos pré-moldados. A Tabela 13 demonstra as várias composições. Tabela 11 - Composições dos cimentos Portland comuns e compostos Fonte: Associação Brasileira de Cimento Portland 3.2 FASE 2 – DESCRIÇÃO DA MOLDAGEM E ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA PRISMÁTICOS DE DAS ARGAMASSAS Foram utilizados quatro tipos diferentes de argamassas, duas de fabricação industrial, e as outras duas, preparadas em obras, classificados conforme Tabela 12. Tabela 12 - Nomeação das argamassas para moldagem dos CPs Fonte: Autores Para a realização dos CPs com argamassas do tipo industrial, utilizamos as instruções de preparação dadas pelo fabricante, sendo que os CPs de argamassas tradicionais foram preparados de acordo com os traços sugeridos por Fortes (2012). A moldagem das argamassas foi efetuada de acordo com as instruções da ABNT NBR 16541: 2016. Tipo de cimento Portland Sigla Composição Norma BrasileiraClínquer + gesso Escória granulada de alto-forno Material pozolânico Material carbonático Comum CP I 100 - - - ABNT NBR 16697: 2018CP I - S 99 - 95 1 - 5 - - Composto CP II - E 94 - 56 6 - 34 - 0 - 10 ABNT 11578: 1997 CP II - Z 94 - 76 - 6 - 14 0 - 10 CP II - F 94 - 90 - - 6 - 10 Argamassas Tipos TRADICIONAL A1 A2 INDUSTRIAL A3 A4
  • 48. 33 Todas as argamassas para modelagem dos CPs foram misturadas com o auxílio de uma batedeira específica a esse uso, com a inserção dos materiais agregados e água, de acordo com as Figuras 12 e 13. Figura 12 - Agregados para argamassa de assentamento Fonte: Autores Figura 13 - Mistura dos agregados com uso da batedeira Fonte: Autores Os corpos de prova foram moldados com o auxílio de um molde metálico, que teve suas paredes umedecidas por um produto químico, com a função de facilitar o desmolde dos CP’s sem que eles sejam danificados por aderência às paredes do molde, como mostra a Figura 14.
  • 49. 34 Figura 14 - Aplicação de solução desmoldante no molde metálico Fonte: Autores Com os moldes fixados à mesa de consistência, os CPs foram preenchidos com argamassa até ao nível aproximado de 50%, e efetuados em seguida os golpes consecutivos ao número de 30 para a acomodação da argamassa dentro do molde e, consequentemente, com a expulsão de qualquer bolha de ar; após esta atividade completaram-se os moldes com argamassa até ao seu enchimento total e repetidas as manobras de acomodação da argamassa pela mesa de consistência, A Figura 15 ilustra o procedimento da moldagem dos CPs. Figura 15 – Sequência da moldagem dos CPs Fonte: Autores Aguardado o tempo de cura por 24h, efetuou-se o desmolde dos CPs, para futuros ensaios de tração e compressão, nas idades de 14 e 28 dias. Para realização de todos os ensaios necessários, foram moldados seis corpos de prova para os quatro diferentes tipos de argamassa, de acordo com a Figura 16.
  • 50. 35 Figura 16 - Organização dos CPs para testes de compressão e flexão Fonte: Autores 3.2.1 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS Realizados os ensaios de resistência à compressão dos quatro tipos de argamassas, com a finalidade de adquirir dados das resistências com os traços utilizados e compará-las aos especificados. As resistências esperadas das argamassas e seus respectivos traços serão mostrados na Tabela 13.
  • 51. 36 Tabela 13 - Dados das argamassas utilizados nos ensaios Fonte: PARSEKIAN, GUILHERME A.; HAMID, AHMAD A.; DRYSDALE, ROBERT G. Comportamento e Dimensionamento de Alvenaria Estrutural; 2ª Edição. São Carlos;: Editora da Universidade de São Carlos; 2013, pág. 212 Fabricantes de argamassas industriais Os ensaios de compressão da argamassa foram realizados após 28 dias da moldagem dos corpos de prova em máquina universal de ensaio de 100 kN, marca EMIC, modelo DL 10000, utilizando-se uma célula de carga de 100kN, conforme a ABNT NBR 13279: 2005. Utilizamos da tabela 13 como referência para denominar as argamassas deste trabalho, como descrita na Tabela 14, que também demonstra a divisão dos corpos de provas para ensaios, e a Figura 17 ilustra a máquina utilizada nos ensaios. Tabela 14- Divisão dos CPs TIPO Designação Traço em Volume Relação A/C Resistência Espera (Mpa) Argamassa T1 Cimento CP II Z 32 1 1,4 5 Cal Hidratada 1 Areia 6 Água Argamassa T2 Cimento CP II Z 32 1 1,19 4 Cal Hidratada 2,5 Areia 3 Água Argamassa M Resistência Compressão 28 dias - NBR 13269/05 6 Resistência a tração na flexão 14 dias - NBR 13269/05 2,1 Resistência Potencial aderência na tração NBR 15258/05 0,5 Retenção de água NBR 13277/05 78,10% Argamassa Q Resistência compressão 28 dias - NBR 13269/05 6,5 Resistência a tração na flexão 14 dias - NBR 13269/05 2,4 Resistência Potencial aderência na tração NBR 15258/05 0,4 Retenção de água NBR 13277/05 83,40% Argamassas CPs 28 dias Tradicionais A1 6 CPs A2 6 CPs Industriais A3 6 CPs A4 6 CPs
  • 52. 37 Figura 17 – Máquina de ensaios de compressão e tração de CPs Fonte: Autores Para a realização dos ensaios na máquina universal, esta foi adaptada com os acessórios adequados para cada tipo de ensaio de compressão e flexão, conforme Figura 18. Figura 18 - Acessórios para execução dos ensaios Fonte: Autores No ensaio de flexão, os CPs são posicionados sobre o gabarito de apoio e, em seguida, o mecanismo de esforço de flexão aos CPs é aproximado sem que exerça qualquer pressão sobre o elemento de ensaios, com todo esse processo realizado, é disparado o comando automático de descida do embolo do ensaio de flexão, que a cada movimento de descida seus dados são registrados. A Figura 19
  • 53. 38 ilustra a sequência do teste até o rompimento dos CPs, e a Tabela 17 mostra os resultados obtidos no ensaio de tração. Figura 19 - Sequência de ensaios de flexão nos CPs Fonte: Autores Para a realização do ensaio de compressão, os CPs são posicionados sobre o acessório próprio a este teste, escolhendo a melhor face dos CPs e colocando entre placas de aços para melhorar o ponto de contato, e em seguida é acionada a automação da máquina para efetuar o teste com os devidos registros; conforme ilustrado na Figura 20, e nas Tabelas 18 e 19 são expressos os resultados obtidos no ensaio de compressão. Figura 20 - Sequência dos ensaios de compressão nos CPs Fonte: Autores 3.3 FASE 3 – DESCRIÇÃO DA CARACTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS E CONCRETO Para elaboração deste estudo foram utilizados blocos cerâmicos de parede maciça de 14 cm x 19 cm x 29 cm (Largura, altura e comprimento, respectivamente) e com resistência esperada de 4,5 MPa. Para realização dos
  • 54. 39 ensaios, efetuamos conforme a ABNT NBR 15270-2: 2017. Realizamos três tipos de ensaios, que serão mostrados nos tópicos seguintes. 3.3.1 Ensaios dimensionais Segundo Parsekian e Soares (2010), a precisão dimensional do bloco está ligada diretamente à da parede, variações na altura e no comprimento comprometem as juntas de argamassa, e podem ser prejudiciais para modulação e assim ocorrerem variações no pé direito do pavimento. Para a realização destes ensaios tivemos como referência a Tabela 15 retirada da ABNT NBR 15270-1: 2017, para verificarmos os possíveis erros construtivos do bloco. Tabela 15 - Requisitos dimensionais do bloco cerâmico Dimensão Tolerância (mm) Comprimento Na média = ± 3 Individual = ± 5 Largura Altura Desvio em relação ao esquadro Máximo ≤ 3 Planeza das faces Máximo ≤ 3 Espessura mínima das paredes Internas ≥ 7 Externas ≥ 8 Fonte: ABNT NBR 15270: 2017 Para este ensaio foi utilizada uma amostra de 13 blocos e foram medidos a largura, comprimento, altura, septo e espessura da parede de todos os blocos, conforme a Figura 21.
  • 55. 40 Figura 21 - Disposição dos blocos para medição dimensional Fonte: Autores Figura 22 - Pontos de medição conforme ABNT NBR 15270: 2017 Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017 As Figuras 22 e 23 demonstram a sequência do processo de medição das dimensões de largura, altura e comprimento dos blocos cerâmicos, conforme ABNT NBR 15270-2: 2017. Figura 23 - Sequência das medições efetuadas nos blocos Fonte: Autores
  • 56. 41 A Figura 24 em sequência ilustra o processo de medição das dimensões das paredes externas dos blocos cerâmicos. Figura 24 - Sequência das medições dimensionais dos blocos Fonte: Autores A espessura da parede do bloco também possui grande importância, pois a variação de 1 mm pode causar a redução da área líquida do bloco, e consequentemente, a redução de material resistente. As Figuras 25 e 26 ilustram o processo de medição do esquadro e planeza dos blocos cerâmicos. Figura 25 - Pontos determinados para medição de esquadramento Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017
  • 57. 42 Figura 26 - Sequência das medições de esquadramento e planeza Fonte: Autores Abaixo, na Figura 27, estão representadas as indicações dos pontos de referência de medição dos septos e parede interna conforme normas da ABNT - NBR 15270: 2017. Figura 27 - Pontos de medição dos septos Fonte: ABNT NBR 15270-2: 2017 A Figura 28 em sequência ilustra o processo de medição das dimensões da parede interna e dos septos dos blocos cerâmicos. Figura 28 - Pontos de medição das paredes internas do bloco Fonte: Autores
  • 58. 43 3.3.2 Ensaios de absorção de água Conforme a ABNT NBR 15270-3: 2017, utilizou-se para este ensaio uma amostra de seis blocos. Para medição da massa seca, os blocos foram secados em estufa com temperatura fixada a (105 ± 5ºC) nos períodos de 24h, 25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem anterior. Para medição da massa úmida, os blocos foram imersos em água por 24h, 25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem anterior. Foi iniciado este ensaio com a pesagem do lote dos blocos em estudo, conforme ilustrado na Figura 29. Figura 29 - Pesagem inicial dos blocos Fonte: Autores Figura 30 - Processo do ensaio de absorção Fonte: Autores
  • 59. 44 3.3.3 Caracterização de blocos estruturais de concreto Para a caracterização do bloco de concreto utilizou-se a ABNT NBR 6136: 2016, essa norma é específica nos métodos de ensaios para análise dimensional e determinação da absorção de água. Para elaboração foram utilizados blocos de concretos de parede maciça de 14 cm x 19 cm x 39 cm e com resistência esperada de 4,5 Mpa. Utilizou-se uma amostragem de 13 blocos para execução dos ensaios para obtenção dos resultados expostos ao longo deste trabalho. A Figura 31 mostra os blocos utilizados na caracterização. Figura 31 – Distribuição dos blocos de concreto para efetuar as medições dimensionais Fonte: Autores Efetuadas todas as dimensões dos pontos conforme determinação da ABNT NBR 12118: 2013, que para cada dimensão do corpo de prova, devem ser realizadas pelo menos três determinações em pontos distintos na face de maior espessura das paredes do bloco, a exemplo das Figuras 32 e 33.
  • 60. 45 Figura 32 - Pontos dimensionais do bloco Fonte: ABNT NBR 6136: 2016 Figura 33 - Sequência do processo de medição Fonte: Autores 3.3.4 Espessuras das paredes Os pontos medidos foram determinados pelos autores, sendo que a norma estabelece que deve ter duas medidas nas paredes longitudinais e duas nas transversais na face inferior de assentamento. As medidas foram efetuadas na parte inferior do bloco estrutural de concreto de acordo com a Figura 34.
  • 61. 46 Figura 34 - Pontos de medição das dimensões das paredes Fonte: Autores 3.3.5 Dimensões dos furos Estas dimensões dos furos do bloco de concreto, são efetuadas na parte superior do bloco, aproximadamente no centro do furo, sendo uma transversal e a outra no sentido longitudinal como mostra a Figura 35. Figura 35 - Pontos de medições nos furos do bloco Fonte: ABNT NBR 6136: 2016 3.3.6 Ensaios de absorção de água Conforme a ABNT NBR 15270-3: 2017, utilizou-se para este ensaio uma amostra de seis blocos. Para medição da massa seca, os blocos foram secados em estufa com temperatura fixada a (105 ± 5ºC) nos períodos de 24h, 25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem anterior. Para medição da massa úmida, os blocos foram imersos em água por 24h, 25h, 26h e assim sucessivamente até que suas massas diferissem no máximo 0,25% da pesagem anterior.
  • 62. 47 3.4 FASE 4 – DESCRIÇÃO DA MONTAGEM E ENSAIO DOS PRISMAS DE 5 FIADAS DE ACORDO COM ESPECIFICAÇÕES DA ABNT NBR 15961-2: 2011 E DA NBR 15812/2010 3.4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS PRISMAS Neste estudo foram utilizados apenas prismas ocos compostos por cinco blocos, ensaiados à tração na flexão, combinando quatro resistências de argamassas distintas e dois tipos de blocos, cerâmicos e de concreto. Cada tipo de prisma possuía uma amostra de três corpos de provas das respectivas argamassas. As combinações dos prismas se encontram na Tabela 16. . Tabela 16 - Combinações de argamassas para os prismas Fonte: Autores Para realização deste estudo foram utilizados blocos estruturais cerâmicos da família de 29 e de blocos de concreto da família de 39, na construção dos prismas, com o uso de argamassas de assentamento Tradicional, identificadas por “A1 e A2”, e Industrial, identificadas por “A3 e A4”.Todo o processo de assentamento dos blocos foi de acordo com as especificações da ABNT NBR 15961- 2: 2011, que no tópico de assentamento determina que o primeiro bloco deve ser apoiado no piso nivelado e firme. Com a finalidade de tirar toda e qualquer irregularidade que o piso local tenha, optamos por colocar uma camada de areia Ensaio de Compressão Prismas Idade Bloco Argamassa 28 dias Cerâmico A1 - Tradicional 3 CPs Concreto A1 - Tradicional 3 CPs Cerâmico A2 - Tradicional 3 CPs Concreto A2 - Tradicional 3 CPs Cerâmico A3 - Industrial 3 CPs Concreto A3 - Industrial 3 CPs Cerâmico A4 - Industrial 3 CPs Concreto A4 - Industrial 3 CPs
  • 63. 48 peneirada, retirando o máximo de agregados graúdos, e permitindo com que todo o bloco tivesse o assentamento uniformizado, conforme Figura 36. Figura 36 - Posicionamento do bloco na primeira fiada Fonte: Autores Para iniciar o assentamento da segunda fiada, efetuou-se o nivelamento do bloco da primeira fiada, com o auxílio de um nível bolha (nível de mão), ilustrado na figura 37. Figura 37 - Conferência do nível do bloco na primeira fiada Fonte: Autores Para a aplicação da argamassa de assentamento sobre o bloco, utilizou- se a área total da face de assentamento do bloco, para garantir a totalidade da aderência em toda sua área, conforme a Figura 38.
  • 64. 49 Figura 38 - Aplicação da argamassa na totalidade da face de assentamento Fonte: Autores Toda a execução de assentamento foi de acordo com a ABNT NBR 15961-2: 2011, com o auxílio de um martelo de borracha, representado na Figura 39, e um nível de prumo, ilustrado na Figura 40, durante todo o processo de assentamento, houve a inspeção constante da espessura da camada da junta horizontal entre os blocos, que devem ficar com espessuras de 10 mm, conforme Figura 41, sendo que a variação máxima permitida, deve ser de +/- 3 mm, assentando os blocos sobrepostos, atingindo a altura de cinco unidades e isentos de defeitos e íntegros. Figura 39 - Assentamento dos blocos com uso de martelo de borracha Fonte: Autores
  • 65. 50 Figura 40 - Uso de um fio de prumo para assentamento Fonte: Autores Figura 41 - Espessura da argamassa de assentamento aplicado no prisma Fonte: Autores A cada montagem dos prismas, eles foram identificados ao tipo de argamassa aplicada. Após a completa moldagem, todos os prismas foram mantidos imóveis em um ambiente abrigado do sol, vento, aguardando o tempo de cura estabelecido de 14 e 28 dias de idade para que sejam rompidos com a execução dos ensaios, como mostrado na Figura 42.
  • 66. 51 Figura 42 - Confinamento dos prismas para cura Fonte: Autores 3.4.2 Execução dos ensaios de tração na flexão Os ensaios foram efetuados de acordo com a ABNT NBR 15961-2: 2011, no anexo “C”, onde determina o posicionamento de bases firmes e niveladas, com o auxílio de roletes de aço equidistantes conforme ilustrado na Figura 43. Os ensaios foram realizados com os prismas de 14 dias e 28 dias de idade. Figura 43 - Base para rompimento dos prismas Fonte: Autores Após toda a base estar pronta para o recebimento do prisma posicionado na horizontal e de forma cuidadosa, apoiado sobre os dois roletes de aço fixados nos
  • 67. 52 extremos, em seguida foram posicionados novos roletes de aço nos eixos centrais para apoiar uma prancha de madeira que serviria de apoio para os blocos de carregamento, ilustrado na Figura 44. Figura 44 - Preparativo para posicionar blocos de carregamento sobre o prisma Fonte: Autores Toda a carga de carregamento foi posicionada sobre a prancha, sem provocar choques no prisma, a uma velocidade de quatro blocos por minuto, respeitando a taxa de carregamento de 500 N/min, ilustrado na Figura 45. Figura 45 - Carregamento de carga sobre o prisma sob ensaio Fonte: Autores
  • 68. 53 O carregamento de cargas para ensaios de aderência da argamassa no bloco foi através do empilhamento organizado sobre o prisma, conforme ilustrado na Figura 46. Figura 46 - Empilhamento do carregamento de carga Fonte: Autores Alguns prismas tiveram seu rompimento com aplicação de uma carga de carregamento, sendo que outros foram rompidos somente pelo peso próprio. Figura 47 - Prismas rompidos com carga de carregamento Fonte: Autores Durante os ensaios de sobrecarga por carregamento sobre os prismas, alguns se romperam pelo próprio peso, conforme ilustração da Figura 48.
  • 69. 54 Figura 48 - Rompimento do prisma por peso próprio Fonte: Autores 3.5 FASE 5 – RESULTADOS E DISCUSSOES DE CARACTERIZAÇÃO E ENSAIO DOS MATERIAIS, DOS BLOCOS, DA ARGAMASSA E DOS PRISMAS DE 5 FIADAS. 3.5.1 Resultados dos ensaios da areia Com a realização do ensaio granulométrico, foram obtidas as porcentagens de agregado retidas nas respectivas peneiras, os registros dos dados se encontram na Tabela 11, ilustrada no Gráfico 1. Tabela 17- Massa de areia retida nas peneiras Fonte: Autores # Peneira (mm) Massa Retida (g) % Retida % Acumulada 2,38 0,00 0,00 0,00 2,00 0,00 0,00 0,00 1,70 3,18 0,63 0,63 1,18 27,85 5,57 6,20 0,50 289,83 57,96 64,16 0,30 112,78 22,55 86,71 0,18 52,64 10,53 97,24 0,00 14,19 2,84 100,00 Total 500,47 100,08
  • 70. 55 Gráfico 1 - Curva granulométrica da areia Fonte: Autores O gráfico demonstra que a curva obtida se encontra dentro dos padrões estabelecidos pela ABNT NBR 248: 2003. Através das porcentagens de massa retida nas peneiras, temos que o módulo de finura do agregado em questão corresponde a 2,55 e que sua dimensão máxima característica é de 1,70 mm. O módulo de finura foi obtido através da soma das porcentagens acumuladas dividida por 100, enquanto que o diâmetro máximo do agregado é definido pela malha da peneira na qual foi retida um percentual acumulado igual ou imediatamente inferior a 5%. Sabendo o valor do módulo de finura e através da Tabela 12, tem-se que o agregado é classificado como uma areia média. Tabela 18 - Classificação da areia Fonte: ABNT NBR 7217: 1987 Tipo de areia Tamanho nominal (mm) Módulo de finura (MF)Mínima Máxima Muito fina 0,15 0,6 MF < 2,0 Fina 0,6 1,2 2,0 < MF < 2,4 Média 1,2 2,4 2,4 < MF < 3,2 Grossa 2,4 4,8 MF > 3,2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 %Acumulada Diâmetro da peneira (mm)
  • 71. 56 3.5.2 Argamassa Para execução dos ensaios os corpos de provas foram rompidos para ensaios à tração e compressão com os resultados obtidos, a seguir temos a tabela 19 que demonstra os resultados dos ensaios de Tração a Flexão. Tabela 19 - Resultados obtidos nos ensaios de tração das argamassas Designação Resistência Média de Tração da Argamassa (fa) com 28 dias Área (mm²) Carga Máxima (N) A 1 A 2 A 3 A 4 CP-1 1600 433 1750 893 1553 CP-2 1600 564 1765 896 1586 CP-3 1600 517 2131 838 1454 CP-4 1600 584 736 866 1725 CP-5 1600 583 686 898 1873 CP-6 1600 355 656 888 1733 Resistência Média - 506 1287,33 879,83 1654 Desvio Padrão - 43,41 666,06 23,55 151,04 Coeficiente de variação (%) - 8,58 51,74 2,68 9,13 Designação Área (mm²) Resistência à Tração (MPa) A 1 A 2 A 3 A 4 CP-1 1600 1,01 4,10 2,09 3,64 CP-2 1600 1,32 4,14 2,10 3,72 CP-3 1600 1,21 4,99 1,96 3,41 CP-4 1600 1,37 1,73 2,03 4,04 CP-5 1600 1,37 1,61 2,10 4,39 CP-6 1600 0,83 1,54 2,08 4,06 Resistência Média - 1,19 3,02 2,06 3,88 Desvio Padrão - 0,22 1,56 0,06 0,35 Coeficiente de variação (%) - 18,49 51,66 2,91 9,02 Fonte: Autores
  • 72. 57 Devidos a realização dos testes de Tração a Flexão fazer com que os CPs se dividam, foi realizado o ensaios de Compressão axial nos dois blocos, tendo os resultados expressos na tabela 20 e 21 Tabela 20 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs Fonte: Autores Na Tabela 20, os resultados destacados obtidos de resistência à compressão do CP-4 da argamassa do tipo A2 foram desconsiderados nos cálculos, pois a resistência entre o lado A e B teve uma diferença significativa, por ser o mesmo CP essa diferença não pode ocorrer. Isso pode ser decorrência de uma falha no sistema de ensaio. Designação Resistência Média de Compressão da Argamassa (fa) com 28 dias Área (mm²) Carga Máxima (N) A 1 - LADO A A 1 - LADO B A 2 - LADO A A 2 - LADO B CP-1 1600 3527 3057 16538 21149 CP-2 1600 3324 2436 20821 20486 CP-3 1600 3328 3781 20582 19149 CP-4 1600 3870 4023 9993 1006 CP-5 1600 3827 1979 5232 8481 CP-6 1600 2554 3435 7236 7040 Resistência Média - 3261,75 13142,75 Desvio Padrão - 640,84 7345,94 Coeficiente de variação (%) - 19,65 55,89 Designação Área (mm²) Resistência à Compressão (MPa) A 1 - LADO A A 1 - LADO B A 2 - LADO A A 2 - LADO B CP-1 1600 2,2 1,91 10,34 13,22 CP-2 1600 2,08 1,52 13,01 12,80 CP-3 1600 2,08 2,36 12,86 11,97 CP-4 1600 2,42 2,51 6,25 0,63 CP-5 1600 2,39 1,24 3,27 5,30 CP-6 1600 1,6 2,15 4,52 4,40 Resistência Média - 2,04 9,17 Desvio Padrão - 0,4 4,23 Coeficiente de variação (%) - 19,61 46,13
  • 73. 58 Tabela 21 - Resultados obtidos nos ensaios de compressão nos CPs Designação Resistência Média de Compressão da Argamassa (fa) com 28 dias Área (mm²) Carga Máxima (N) A 3 - LADO A A 3 - LADO B A 4 - LADO A A 4 - LADO B CP-1 1600 3634 5250 13849 12897 CP-2 1600 6612 5571 13382 14066 CP-3 1600 6470 5207 12526 13253 CP-4 1600 5867 3306 13492 10072 CP-5 1600 5546 4323 12868 14477 CP-6 1600 4954 4497 11650 9112 Resistência Média - 5103,08 12637 Desvio Padrão - 1025,23 1614,55 Coeficiente de variação (%) - 20,09 12,78 Designação Área (mm²) Resistência à Compressão (MPa) A 3 - LADO A A 3 - LADO B A 4 - LADO A A 4 - LADO B CP-1 1600 2,27 3,28 8,66 8,06 CP-2 1600 4,13 3,48 8,36 8,79 CP-3 1600 4,04 3,25 7,83 8,28 CP-4 1600 3,67 2,07 8,43 6,30 CP-5 1600 3,47 2,70 8,04 9,05 CP-6 1600 3,1 2,81 7,28 5,70 Resistência Média - 3,19 7,9 Desvio Padrão - 0,64 1,01 Coeficiente de variação (%) - 20,06 12,78 Fonte: Autores 3.5.3 Dimensões dos blocos A seguir os resultados dimensionais do bloco cerâmico, que a Tabela 22 apresenta os valores das medições, das dimensões, largura, altura e comprimento dos blocos cerâmicos, conforme ABNT NBR 15270-2: 2017.
  • 74. 59 Tabela 22 - Dimensões obtidas nos blocos cerâmicos ensaiados Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm Bloco Largura Altura Comprimento L1 (mm) L2 (mm) H1 (mm) H2 (mm) C1 (mm) C2 (mm) 1 141,10 141,40 191,10 191,60 292,50 293,30 2 139,50 140,10 188,55 190,30 292,80 291,30 3 141,30 141,20 190,30 191,10 294,40 291,30 4 141,90 141,60 190,50 188,30 290,75 290,90 5 141,60 141,30 191,10 189,60 291,80 292,40 6 141,20 141,30 190,10 190,70 292,50 292,00 7 141,20 141,50 191,10 190,20 292,90 292,50 8 140,20 140,90 189,20 189,20 292,90 292,00 9 140,50 140,10 190,70 191,10 292,80 295,20 10 140,10 140,10 190,10 188,70 291,90 292,70 11 140,70 140,80 190,50 190,80 293,10 292,90 12 140,10 140,10 189,90 191,10 291,90 292,00 13 141,10 141,10 191,50 190,70 292,90 293,50 Média 140,81 140,88 190,36 190,26 292,55 292,46 Fonte: Autores Os resultados mostrados na Tabela 22 comprovam a conformidade das dimensões de altura, largura e comprimento ( A x L x C ) do lote neste requisito, conforme a ABNT NBR 15270: 2017 que encontra nos valores de tolerância admitidos na Tabela 15 que determina que na média o valor aceitável e ±3 mm e individual em ± 5 mm . A precisão dimensional é uma característica muito importante, a simples verificação das dimensões é um indicativo de uma boa qualidade do bloco.
  • 75. 60 Todos os resultados das dimensões das paredes externas estão disponíveis na Tabela 23. Tabela 23 - Dimensões das paredes externas Fonte: Autores Todos os resultados apresentados na Tabela 23 estão de acordo com os requisitos da ABNT NBR 15270: 2017, conforme as tolerâncias mínimas da Tabela 15, que determina a um valor de espessura mínima ≥ 8 mm. Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm Bloco Espessura das paredes externas D1 (30mm) D2 (30mm) D3 (30mm) D4 (30mm)1 33,10 32,90 32,90 32,10 2 32,80 33,10 33,10 31,40 3 33,30 33,20 32,90 31,60 4 33,20 32,00 32,40 32,10 5 33,00 32,50 33,10 33,50 6 33,30 31,80 32,50 32,90 7 33,80 32,10 32,40 33,10 8 33,30 31,80 33,70 33,30 9 33,20 33,20 33,40 31,80 10 34,00 31,10 32,90 33,20 11 33,40 31,20 33,30 33,20 12 34,10 32,40 33,00 32,80 13 33,60 31,90 32,90 32,80 Média 33,39 32,25 32,96 32,60
  • 76. 61 Todos os resultados das dimensões esquadro e planeza do bloco cerâmico encontram na Tabela 24. Tabela 24 - Dimensões do esquadro e planeza Fonte: Autores A norma ABNT NBR 15270: 2017 especifica tolerância de acordo com a Tabela 15, determinando que o valor aceitáveis para desvio em relação ao esquadro e de planeza nas faces de no máximo ≤ 3mm. Desta forma, todos os valores obtidos atendem as especificações . Bloco Par. Longitudinal Desv. Esquadro Planeza D1 (mm) D2 (mm) DE (mm) P (mm) 1 8,70 9,00 2,00 1,10 2 8,80 8,80 2,15 1,50 3 8,65 9,10 0,45 0,60 4 8,30 8,70 1,25 0,80 5 8,60 9,00 1,70 1,50 6 8,95 8,80 2,10 2,10 7 9,30 8,80 0,90 1,40 8 7,90 9,65 2,20 1,00 9 8,55 8,50 1,85 0,60 10 9,10 8,30 1,60 0,85 11 9,10 9,65 1,30 1,35 12 9,40 9,30 0,75 1,20 13 12,00 8,55 0,45 0,80 Média 9,03 8,93 1,44 1,14
  • 77. 62 Na tabela abaixo, encontra todos os resultados obtidos na medições de espessuras do septos e parede externas do bloco cerâmico. Tabela 25 - Dimensões obtidas das paredes internas Bloco cerâmico de parede maciça 14 cm x 19 cm x 29 cm Bloco Espessura dos septos internos Espessura da parede internad1 (mm) d2 (mm) di (mm) 1 6,30 6,50 78,10 2 7,10 7,00 78,30 3 6,20 6,30 78,10 4 6,70 7,10 78,50 5 6,60 7,10 78,10 6 6,60 7,20 78,10 7 6,40 7,80 78,10 8 6,30 7,50 78,30 9 6,60 6,60 78,40 10 6,40 7,10 78,00 11 6,10 7,00 78,00 12 6,90 6,90 78,50 13 6,70 6,80 78,60 Média 6,53 6,99 78,24 Fonte: Autores Em análise dos resultados apresentados na Tabela 25, verificamos que as medidas se encontram dentro dos limites estabelecidos na tabela descrita na ABNT NBR 15270-1: 2017, tornando-se aceitável dentro dos padrões de qualidade. Os resultados dimensionais do bloco concreto, esta apresentado na Tabela 26 com os valores das medições, das dimensões, largura, altura e comprimento dos blocos cerâmicos, conforme ABNT NBR 15270-2: 2017