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Materiais naturais – Pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Apresentação Materiais naturais são cada vez mais utilizados em construção e até em decoração de ambientes. Madeira, argila, bambu, palha, terra, pedras, podem e são utilizados de diferentes maneiras para obtenção de obras mais sustentáveis ou ecológicas, sem agredir o meio ambiente e garantindo a comodidade e a segurança dos moradores. De acordo com a Sociedade de Pesquisa sobre Materiais Industriais Renováveis, são construídas mais de 1 milhão de casas com estruturas convencionais, aço e concreto, o que faz com o que o aquecimento do planeta causado pelas construções aumente consideravelmente. Já as construções feitas com materiais naturais colaboram com a diminuição desse aquecimento. Os desafios para o setor da construção são diversos, porém, em síntese, consistem na redução e na otimização do consumo de materiais e de energia, na redução dos resíduos gerados, napreservação do ambiente natural e na melhoria da qualidade do ambiente construído. O uso de materiais naturais contribui com todos os quesitos citados e é sobre estes materiais que você vai conhecer mais nesta unidade de aprendizagem. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Relacionar todos os materiais naturais, alternativos ou não, usados atualmente pela indústria da construção civil. • Identificar as origens e as formas de extração/obtenção dos materiais de construção naturais.• Expressar as principais propriedades físicas (características e especificações) dos materiais de construção naturais. • Desafio Condições adequadas de temperatura são essenciais para o conforto dos moradores de uma edificação. Você foi viajar para uma excursão ao deserto do Saara, cuja temperatura durante o dia é de até 55ºC e a noite despenca para até -5ºC, uma variação de 50ºC portanto. Durante o dia, dentro do hotel, você reparou que os condicionadores de ar são pouco usados e, a noite, dentro do hotel, não é necessário calefação ou lareiras, nada deste tipo, para dormir basta um cobertor. Intrigado você perguntou na portaria qual o segredo do hotel e, um nativo respondeu-lhe: nossa edificação é toda construída em pedra. Infográfico Materiais naturais como madeira e pedra, por exemplo, são os mais antigos utilizados pela indústria da construção civil. Estes materiais por muitos séculos, desde o início da civilização, formaram as estruturas ("esqueletos") das mais variadas obras civis. Nos dias de hoje continuam cumprindo com a sua função estrutural histórica, mas constituem-se também em materiais nobres de acabamento. Veja no infográfico a seguir como se dá o processo para que estes materiais cheguem até as obras. Conteúdo do livro No contexto do desenvolvimento sustentável, o conceito de obra ecológica transcende a sustentabilidade ambiental, para abraçar a sustentabilidade econômica e social, que enfatiza a adição de valor à qualidade de vida dos indivíduos e das comunidades. Neste sentido, você deve prezar sempre pela utilização de materiais disponíveis no local, pouco processados, não tóxicos, potencialmente recicláveis, culturalmente aceitos, propícios para a autoconstrução e para a construção em regime de mutirões, com conteúdo reciclado. Além disso, deve-se evitar, sempre que possível, o uso de materiais químicos prejudiciais à saúde humana ou ao meio ambiente, como amianto, CFC, HCFC, formaldeído, policloreto de vinila (PVC), tratamento de madeira com CCA, entre outros. Para aprofundar ainda mais seu conhecimento, acompanhe o capítulo Materiais Naturais – Pedras em geral, Madeira, Terra e Materiais alternativos do livro Materiais de Construção que norteia as discussões presentes nesta Unidade. Boa leitura! MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO André Luis Abitante Ederval de Souza Lisboa Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 A148m Abitante, André Luís. Materiais de construção [recurso eletrônico] / André Luís Abitante, Ederval de Souza Lisboa. – Porto Alegre : SAGAH, 2017. Editado como livro impresso em 2017. ISBN 978-85-9502-009-2 1. Materiais de construção. I. Lisboa, Ederval de Souza. CDU 691 Livro_Materiais_construcao.indb IILivro_Materiais_construcao.indb II 12/01/2017 15:07:4812/01/2017 15:07:48 Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Relacionar todos os materiais naturais, alternativos ou não, usados atualmente pela indústria da construção civil. Identifi car as origens e as formas de extração/obtenção dos materiais de construção naturais. Expressar as principais propriedades físicas (características e especi- fi cações) dos materiais de construção naturais. Introdução Materiais naturais são cada vez mais utilizados em construção e até mesmo para decoração de ambientes. Madeira, argila, bambu, palha, couro, pedras, podem e são utilizados de diferentes maneiras para obtenção de obras mais sustentáveis ou ecológicas, sem agredir o meio ambiente e garantindo a comodidade e a segurança dos moradores. Neste capítulo, você vai ver que os desafios para o setor da construção são diversos, porém consistem, basicamente, na redução e na otimização do consumo de materiais e de energia, na redução dos resíduos gera- dos, na preservação do ambiente natural e na melhoria da qualidade do ambiente construído e que, no entanto, o uso de materiais naturais contribui com todos esses quesitos. Materiais naturais O setor da construção civil tem papel fundamental para a realização dos objetivos globais do desenvolvimento sustentável. O Conselho Internacional Materiais_construcao_U4_C02.indd 117Materiais_construcao_U4_C02.indd 117 12/01/2017 15:00:0712/01/2017 15:00:07 da Construção (CIB) aponta a indústria da construção como o setor de ativi- dades humanas que mais consome recursos naturais e utiliza energia de forma intensiva, gerando consideráveis impactos ambientais. Além dos impactos relacionados ao consumo de matéria e de energia, há aqueles associados à geração de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Tais aspectos ambientais, so- mados à qualidade de vida que o ambiente construído proporciona, sintetizam as relações entre construção e meio ambiente. No contexto do desenvolvimento sustentável, o conceito de obra ecoló- gica transcende a sustentabilidade ambiental para abraçar a sustentabilidade econômica e social, que enfatiza a adição de valor à qualidade de vida dos indivíduos e das comunidades. Para tanto, recomenda-se: Mudança dos conceitos da arquitetura convencional na direção de projetos flexíveis com possibilidade de readequação para futuras mudanças de uso e atendimento de novas necessidades, reduzindo as demolições. Busca de soluções que potencializem o uso racional de energia ou de energias renováveis. Gestão ecológica da água. Redução do uso de materiais com alto impacto ambiental (artificiais). Redução dos resíduos da construção com modulação de componentes para diminuir perdas e especificações que permitam a reutilização de materiais. As tendências atuais em relação ao tema da construção sustentável ca- minham em duas direções. De um lado, centros de pesquisa em tecnologias alternativas buscam o resgate de materiais e tecnologias vernáculas com o uso da terra crua, da palha, da pedra, do bambu, entre outros materiais naturais e pouco processados a serem organizados em ecovilas e em comunidades alternativas. Do outro lado, empresários apostam em “empreendimentos verdes”, com as certificações, tanto no âmbito da edificação quanto no âmbito do urbano. No entanto, muitos edifícios rotulados como verdes refletem apenas esforços para reduzir a energia incorporada e são, em muitos outros aspectos, convencionais, tanto na aparência quanto no processo construtivo. No âmbito da edificação, entende-secomo essenciais: adequação do pro- jeto ao clima do local, minimizando o consumo de energia e otimizando as condições de ventilação, iluminação e aquecimento naturais; previsão de requisitos de acessibilidade para pessoas com mobilidade reduzida ou, no Materiais de construção118 Materiais_construcao_U4_C02.indd 118Materiais_construcao_U4_C02.indd 118 12/01/2017 15:00:0812/01/2017 15:00:08 mínimo, possibilidade de adaptação posterior; atenção para a orientação solar adequada, evitando-se a repetição do mesmo projeto em orientações diferentes; utilização de coberturas verdes; e a suspensão da construção do solo (a depender do clima). Na hora de escolher os materiais que irá utilizar você deve levar em con- sideração algumas condições técnicas, econômicas e estéticas: sempre dar preferência à utilização de materiais disponíveis no local, pouco processados, não tóxicos, potencialmente recicláveis, culturalmente aceitos, propícios para a autoconstrução e para a construção em regime de mutirões, com conteúdo reciclado. Além disso, deve-se evitar, sempre que possível, o uso de materiais químicos prejudiciais à saúde humana ou ao meio ambiente, como amianto, CFC, HCFC, formaldeído, policloreto de vinila (PVC), tratamento de madeira com CCA, entre outros. Propriedades dos materiais naturais São as qualidades exteriores já defi nidas e apresentadas por Bauer (2008): extensão, massa, peso, volume, massa específi ca, peso específi co, densidade, porosidade, dureza, tenacidade, maleabilidade ou plasticidade, ductibilidade, durabilidade, desgaste, elasticidade. Materiais naturais básicos e alternativos Materiais naturais são matérias-primas de origem natural que não passaram por um processo de industrialização ou passaram por um benefi ciamento de modo artesanal ou semi-industrial. Madeira A madeira é um dos mais antigos materiais de construção utilizados pelo ho- mem. É um material visualmente bonito e de larga utilização nas construções. No entanto, é muitas vezes mal-empregado, de forma intuitiva, trazendo uma série de problemas. Suas características devem ser bem estudadas, a fi m de que não sejam nem superestimadas e nem subestimadas, com intuito de seu uso ser mais econômico e com qualidade. Atualmente, com a industrialização, surgiram novos produtos de madeira, ampliando o seu uso na construção civil e em outras indústrias. 119Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 119Materiais_construcao_U4_C02.indd 119 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Vantagens da madeira como material de construção: Pode ser obtida por preços competitivos, em grande quantidade, com reservas renováveis. Apresenta boa resistência mecânica, com a vantagem de peso próprio reduzido. Pode ser trabalhada com ferramentas simples, tendo peças que po- dem ser desdobradas em outras conforme a necessidade, permitindo a reutilização. Permite o uso em dimensões reduzidas. Tem boas condições naturais de isolamento térmico e absorção acústica. Não sofre ataques de gases e de produtos químicos. Em seu estado natural, apresenta uma infinidade de padrões estéticos e decorativos. Desvantagens da madeira como material de construção: Combustibilidade. Material heterogêneo e com anisotropia. Sensibilidade às variações de temperatura. Facilidade de deterioração por agentes biológicos. Deformabilidade. Formas alongadas e de seção transversal reduzida. Modernas técnicas - utilizadas como secagem artificial, tratamentos de preservação, madeiras transformadas - estão atenuando algumas dessas desvantagens da madeira, como você verá mais adiante. Procedência das madeiras: é um produto natural proveniente do lenho dos vegetais superiores (árvores e arbustos lenhosos). As características de heterogeneidade e anisotropia guardam estreita relação com a origem do ser vivo. Materiais de construção120 Materiais_construcao_U4_C02.indd 120Materiais_construcao_U4_C02.indd 120 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Classificação das madeiras: Madeiras duras ou de lei: empregadas na construção com função estru- tural, com grande porcentagem de cerne podendo ser citados: jacarandá, perobas, ipê, sucupira, canela, imbuia, amoreira, cedro, candeia, braúna e eucalipto entre tantas outras. Para uso em construção deve predominar o cerne em relação ao alburne. Madeiras moles ou brancas: utilizadas em construções temporárias ou protegidas, como por exemplo o pinho-do-paraná. Estrutura e crescimento das árvores: As madeiras de construção crescem pela adição de camadas externas, sob a casca. A seção transversal de um tronco revela as seguintes camadas: casca, câmbio, lenho (formado pelo alburno e pelo cerne), medula e raios medulares. Identificação: As madeiras podem ser identificadas pela sua denominação vulgar e pela identificação botânica. Identificação vulgar: configuração do tronco e da copa, textura da casca, aspectos de flores e de frutos; varia de região para região. Identificação botânica: classificação através do exame de frutos, de folhas e de sementes por um botânico que determine família, gênero e espécie. Exemplos: pinho-do-paraná (araucária angustifólia), peroba (aspidosperma polyneuron). Tipos de madeira de construção: as categorias atuais Madeiras maciças: madeira bruta ou roliça, madeira falquejada e ma- deira serrada. Madeiras industrializadas ou transformadas: madeira laminada e colada, madeira compensada, madeira aglomerada e madeira reconstituída, que serão vistas em unidade de materiais artificiais. Madeira bruta ou roliça: usadas em forma de tronco, servindo como estacas, escoramento, postes e colunas. Madeira falquejada: faces laterais aparadas a machado, formando seções maciças quadradas ou retangulares, usadas em estacas, pontes, etc. Madeira serrada: é o produto mais comum, podendo ser utilizado em todas as fases da construção. 121Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 121Materiais_construcao_U4_C02.indd 121 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Produção das madeiras serradas: a produção das madeiras se inicia com o corte ou a derrubada das árvores e prossegue com a toragem, o falquejo, o desdobro e o aparelhamento das peças. Corte: de preferência no inverno (maior durabilidade). Toragem: a árvore é desgalhada e cortada em toras de 5 a 6 metros para facilitar o transporte; nesta etapa a tora também é descascada. Falquejo: a tora é deixada grosseiramente quadrada. Desdobro: operação final de obtenção de peças de madeira bruta. Podem ser: desdobro normal (tangencial ou pranchas paralelas), radial ou misto. Aparelhagem: operação para se obter as peças nas bitolas comerciais por serragem e resserragem. Nome Dimensões (cm) Soalho 2 x 10 Forro 1 x 10 Batentes 4,5 x 14,5 Rodapé 1,5 x 15 1,5 x 10 Tacos 2 x 2,1 Quadro 1. Dimensões usuais das peças de madeira serrada. Tolera-se a variação de mais ou menos 1% nas medidas apresentadas. Os comprimentos variam a partir de 2,5 m sendo, no entanto, o custo mais elevado por metro, quando forem iguais ou superiores a 5,00 m. Materiais de construção122 Materiais_construcao_U4_C02.indd 122Materiais_construcao_U4_C02.indd 122 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Figura 1. Cortes comerciais de madeira. Fonte: welcomia / Shutterstock.com. Propriedades físicas das madeiras: Alguns fatores alteram as propriedades físicas, entre eles estão a espécie botânica, a massa específica do material, a localização da peça no lenho, a presença de defeitos e a umidade. a) Teor de umidade (h): é expressa em porcentagem do peso seco, sendo: h = [(Ph – Po) / Po] x 100 Onde: Ph = peso úmido; Po = peso seco em estufa A umidade apresenta-se de três formas: água de constituição, água de adesão (impregnação), ou água de capilaridade (água livre). Oponto de saturação ao ar é quando as células estão saturadas de água de impregnação. A água de capilaridade não provoca alteração de volume. Teores de umidade médios em madeiras: No abate: cerca de 52% nas folhosas e 57% nas resinosas; Madeira verde: cerca de 30% no ponto de saturação; 123Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 123Materiais_construcao_U4_C02.indd 123 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Madeira semisseca: abaixo do ponto de saturação, mas com umidade superior a 23%; Madeira comercialmente seca: entre 18 e 23%; Madeira seca ao ar: de 13 a 18%; Madeira dessecada: de 0 a 13%; Madeira completamente seca: 0%. A madeira tende a apresentar um teor de umidade em equilíbrio com o estado higrotérmico ambiente. a) Retratibilidade: é a propriedade da madeira de alterar suas dimensões e o volume. Quanto ao teor de umidade varia do estado completamente seco ao estado de saturação. A retratibilidade deve ser reduzida ao máximo, a fim de melhorar a qualidade final do produto. b) Densidade: representada nas madeiras em termos de massa específica aparente, a um determinado teor de umidade: dh = Ph / Vh (g/cm3) Como os fatores são relacionados entre si em uma determinada umidade, é indispensável a determinação do teor de umidade. Os valores de massa específica são corrigidos para o valor da umidade h = 15%, para efeito de comparação. a) Demais propriedades físicas da madeira: outras propriedades menos importantes são condutibilidade elétrica, condutibilidade térmica, condutibilidade sonora e resistência ao fogo. Propriedades mecânicas das madeiras: a madeira, de um modo geral, resiste a todos os tipos de solicitações mecânicas, compressão, tração, fle- xão e cisalhamento. As propriedades mecânicas estão relacionadas a fatores como: anisotropia, à heterogeneidade e à capacidade de absorção de água das madeiras. As tensões admissíveis, a serem usadas nos projetos de estruturas de madeira, são deduzidas das propriedades determinadas em ensaios. Este assunto é melhor apresentado em outras disciplinas que abordam os assuntos: resistência dos materiais e dimensionamento de estruturas”. Materiais de construção124 Materiais_construcao_U4_C02.indd 124Materiais_construcao_U4_C02.indd 124 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Defeitos das madeiras: a) Defeitos de crescimento ■ Nós: são seções de massa lenhosa que constituía a porção da base de um ramo inserido no tronco de uma árvore; podem ser firmes ou soltos. ■ Desvios de veio e fibras torcidas. b) Defeitos de secagem ■ Rachaduras: abertura de grandes dimensões. ■ Fendas: aberturas de pequenas dimensões. ■ Abaulamento, arqueamento e/ou empenamento. c) Defeitos de produção ■ Defeitos de desdobro como fraturas, fendas e machucaduras no abate. ■ Defeitos de serragem como cantos quebrados, fibras cortadas. d) Defeitos de alteração ■ Apodrecimento, bolor, furos de insetos, etc. Beneficiamento das madeiras: Como você já viu, as madeiras apresentam algumas características negativas no seu uso como material de construção, entre elas: deterioração ou alteração de sua durabilidade em ambientes que favoreçam a proliferação de fungos, de bactérias e de insetos; marcante heterogeneidade e anisotropia; limitações de dimensões das peças; alteração de propriedades com a variação de umidade. Esses problemas podem ser contornados e as características destas podem ser melhoradas por processos simplificados de beneficiamento tais como secagem, tratamento ou processos de preservação e/ou de transformação. a) Secagem: as madeiras utilizadas na construção devem ter um grau de umidade compatível com o ambiente onde será construído (equilíbrio higroscópico). Há várias vantagens de se construir com madeiras “se- cas”, dentre elas: ■ Diminuição do peso do material; ■ Menor variação das dimensões no tempo (menor retração); ■ Aumento da resistência com a eliminação da água de impregnação; ■ Maior resistência aos agentes de deterioração; ■ Adequação desta para aplicação de produtos para preservação. 125Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 125Materiais_construcao_U4_C02.indd 125 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Os processos de secagem podem ser feitos por meio da secagem natural ou realizada em estufas. Normalmente é lento e variável devido a diversos fatores: época do ano, temperatura, umidade relativa do ar, circulação do vento nas pilhas de madeira, etc. Como exemplo, em secagem ao tempo e sob a forma de tábuas, a maioria das espécies perde a metade de sua umidade (água livre) em 20 a 30 dias e o restante até atingir o equilíbrio com o ambiente, num tempo 3 a 5 vezes maior. Na secagem artificial todo o processo pode ser concluído em 2 ou em 3 semanas. a) Preservação das madeiras: A durabilidade das madeiras depende de fatores decorrentes da própria natureza do material, mas também de fatores ambientais: umidade, temperatura e arejamento. A durabili- dade pode ser melhorada com o emprego de processos adequados de tratamento e de preservação, como a aplicação de produtos especiais (pintura, imersão ou impregnação). b) Madeiras transformadas: veja com mais aprofundamento em materiais de construção artificiais. Recomendações para armazenagem de madeiras: 1. As pilhas devem ficar bem espaçadas, a uma distância mínima entre elas igual à metade de suas larguras. 2. A largura das pilhas deve ser inferior a 2,40 m e a altura não deve ser superior a 6 m. 3. Para que não ocorra o tombamento da pilha sob a ação de ventos, a altura não deve ser superior a duas vezes e meia a largura. 4. As pilhas devem ficar a uma altura mínima de 30 cm do solo, sobre suportes que não devem ficar muito espaçados uns dos outros, para se evitar “embarrigamento” da madeira. 5. As peças de madeira devem ser empilhadas de forma a permitir uma boa ventilação entre elas. 6. As pilhas devem ser feitas com a utilização de tabiques, no sentido do fluxo do vento para que ele circule por dentro da pilha. 7. Os tabiques devem ser tratados com inseticidas e fungicidas para que eles não se tornem uma fonte contaminadora de agentes biológicos que atacam a madeira. Materiais de construção126 Materiais_construcao_U4_C02.indd 126Materiais_construcao_U4_C02.indd 126 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 8. Os tabiques devem ser colocados um sobre o outro, de maneira a for- mar uma coluna de suportes da base ao topo da pilha (para evitar o empenamento das peças). 9. A madeira empilhada deve ficar protegida das águas das chuvas, sob lajes já executadas (em obras), abrigos provisórios ou cobertas com lonas, para evitar que a água penetre no interior da pilha, dificultando e retardando a secagem da madeira. Pedras Direcionando nosso estudo para as rochas brutas como parte da engenharia, podemos destacar as seguintes fi nalidades delas: fundações de obras, material de base para túneis e galerias, blocos de vedação, componentes de misturas cerâmicas, pedras para revestimento e acabamento, matérias-primas da cal e do cimento. Independente da área de aplicação, cada rocha tem características próprias que influenciam no seu comportamento. Entre as principais podemos citar: a) Composição mineralógica: refere-se aos minerais que compõem cada rocha. b) Textura: é o modo como os minerais estão distribuídos. c) Estrutura: refere-se à homogeneidade ou à heterogeneidade dos cristais constituintes. É claro que é muito mais fácil construir com tijolos ou blocos de concreto perfeitamente moldados, mas também é possível construir lindas e sólidas obras com pedras. Paredes de pedra, por exemplo, apresentam excelentes massas térmicas, o que significa que absorvem a temperatura externa, conservam-na no lado de dentro e a irradiam-na pela casa. As estruturas de pedra são extre- mamente duráveis, mas muito trabalhosas.Durante um dia quente, as paredes com massa térmica absorvem e armazenam o calor do sol, enquanto o interior da casa permanece fresco. À noite, quando as temperaturas externas caem, o calor do dia, armazenado nas paredes, irradia para dentro aquecendo a casa. A massa térmica pode tornar a energia eficiente uma vez que a casa esquenta e esfria sozinha, e não precisa de aquecedores e de sistemas de calefação nem de condicionadores de ar. 127Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 127Materiais_construcao_U4_C02.indd 127 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Figura 2. Pedras mais utilizadas pela indústria da construção civil. Fardos de palha Fardos de palha formam um bloco de construção extremamente forte para casas. Podem servir como o próprio bloco estrutural da construção, bem como enchimento para isolamento em uma estrutura de colunas e de vigas tradicional, em que a estrutura sustenta a casa. Depois que os fardos são em- pilhados, as paredes podem até mesmo serem rebocadas. As paredes grossas também fornecem excelente isolamento e tornam a energia mais efi ciente em aproximadamente 75% comparadas às casas convencionais. Ao contrário do que se possa pensar, as casas feitas de fardos de palha não apresentam risco de incêndio. Mais especifi camente, são cerca de três vezes mais resistentes ao fogo do que casas convencionais. Como os fardos formam blocos compactos, não há oxigênio nem possibilidade de combustão. Materiais de construção128 Materiais_construcao_U4_C02.indd 128Materiais_construcao_U4_C02.indd 128 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Figura 3. Casa vedada com fardos de palha, rebocada com argamassa convencional. Fonte: ushi / Shutterstock.com. Bambu Há muito tempo o bambu decorativo é considerado moderno pela arquitetura e, atualmente, os pisos em bambu estão começando a se tornar populares nos Estados Unidos e na Europa. Na Ásia e na América do Sul, há um grande número de casas de bambu, uma madeira extremamente forte, tanto que está sendo usado na construção de estradas e de pontes na Ásia. Essa madeira forte é um recurso renovável, pois é uma planta que cresce com bastante rapidez, possui um ciclo de crescimento mais curto do que a madeira e sua colheita não afeta as raízes da planta. O bambu pode ser tratado com algumas substâncias químicas para garantir impermeabilidade e resistência a insetos, e exige alguns métodos diferentes de construção, particularmente, na junção com peças diferentes do bambu. Entretanto, ele é um material de construção bastante flexível, dobrável e muito durável. 129Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 129Materiais_construcao_U4_C02.indd 129 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Figura 4. Edificação com estrutura toda em bambu. Fonte: VictorN / Shutterstock.com. Terra Material altamente utilizado em barragens e em aterros. Em muitos luga- res constroem-se edifi cações de terra socada, uma mistura de terras – de argilas e de siltes – colocada em uma forma temporária da parede que dá o seu formato. A forma geralmente é de madeira e deve ser forte o sufi ciente para suportar a compressão dos golpes. Esses golpes podem ser feitos com a mão ou com uma máquina e, no fi m do trabalho, as formas podem ser removidas, deixando uma parede de terra com aproximadamente 46 cm a 61 cm de espessura. As paredes de terra socadas requerem uma mistura de solos, mas a argila em excesso causará rachaduras. Essas paredes podem ser rebocadas com estuque ou deixadas sem revestimento. Se expostas, as paredes ge- ralmente ficam estáveis internamente com uma pequena porcentagem de cimento. Materiais de construção130 Materiais_construcao_U4_C02.indd 130Materiais_construcao_U4_C02.indd 130 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Quando construídas corretamente, as paredes de terra socada são extremamente duráveis, resistindo ao mau tempo, como pode ser visto em partes da grande Muralha da China, que confirma a técnica. Elas também proporcionam economia de energia em virtude de sua massa térmica. Talvez você já tenha visto fotos de barreiras de contenção de enchentes e trincheiras militares formadas com sacos de areia empilhados. Eles são capazes de conter a água e proteger os soldados, pois os sacos de areia são bastante resistentes. As casas de sacos de terra, feitas de sacos de polipropileno ou de estopa cheios de terra e empilhados como tijolos, também são resistentes. As casas cobertas com terra, altamente utilizadas na Islândia, têm energia eficiente, são à prova de som e resistentes ao fogo. Também podem ser construídas acima do solo, com as laterais da casa ou do telhado cobertos com terra. As casas cobertas com terra não são totalmente escuras porque janelas e aberturas permitem a entrada de calor e de luz natural, conforme uma construção convencional. Ensaios com solos – os ensaios em laboratório para solo dividem-se em dois grandes grupos: ensaios de classificação/caracterização e ensaios de Compactação. Estes ensaios são semelhantes ou análogos aos realizados com agregados miúdos, sendo os principais: Identificação táctil e visual dos solos. Determinação dos índices físicos do solo: umidade (estufa/infraver- melho), peso específico natural do solo, peso específico dos sólidos. Análise granulométrica conjunta: por peneiramento e por sedimentação. 131Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 131Materiais_construcao_U4_C02.indd 131 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Limites de consistência: limite de liquidez, limite de plasticidade. Ensaio de permeabilidade: carga constante e carga variável. Ensaio de compactação (proctor). Ensaio c.b.r. Controle de compactação: método do funil e areia e método do cilindro de cravação. Ensaio de adensamento (adensamento). Ensaio de cisalhamento direto (cisalhamento). Ensaio de compressão triaxial (triaxial). Ensaio de compressão simples (simples). Desafios da construção com materiais naturais Um dos principais desafi os da construção de uma casa com materiais naturais é garantir que a construção seja realizada adequadamente. Os materiais naturais raramente são mencionados nos códigos de obras e muitos profi ssionais talvez nem conheçam esses métodos de construção. Os bancos hesitam em financiar métodos alternativos e, além disso, pode ser difícil comprovar as normas de segurança às seguradoras. Embora muitos materiais naturais sirvam para a construção do tipo “faça você mesmo”, talvez seja difícil encontrar algum empreiteiro caso você precise de ajuda ou de orientação. Se você decidir adotar a construção com materiais naturais alternativos, é importante apresentar pesquisas consistentes às autoridades responsáveis, mostrando suas vanta- gens. Saiba onde esses materiais funcionam melhor e encontre dados sobre segurança estrutural. Deixe que consultores e especialistas avaliem seus projetos. Embora seja difícil um método construtivo alternativo ser aceito, ele abrirá caminho para maiores construções naturais no futuro. Materiais de construção132 Materiais_construcao_U4_C02.indd 132Materiais_construcao_U4_C02.indd 132 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 1. Considerando a importância de atender a aspectos de sustentabilidade na execução de obras que utilizem madeira entre seus componentes construtivos, o correto é o emprego de: a) madeira de lei. b) madeira nativa. c) madeira de floresta plantada ou madeira certificada. d) madeira de florestas nacionais ou nacionalizadas. e) peroba-rosa e pinus. 2. São parâmetros das propriedades mecânicas da madeira: a) Colapso, torcimento e arqueamento. b) Dureza, flexão estática e cisalhamento. c) Densidade aparente, compressão e resistência a fungos. d) Tenacidade, módulo de elasticidadee resistência à fadiga. e) Resistência à corrosão, resistência à oxidação e resistência à abrasão. 3. Não é uma atribuição do calceteiro, profissional responsável pela pavimentação de ruas: a) Quebrar pedras para pavimentação. b) Preparar o terreno para pavimentação. c) Escolher as pedras adequadas p ara pavimentação. d) Comprar materiais para pavimentação. e) Todas as alternativas são atribuições do calceteiro. 4. Ao se executar uma terraplenagem, faz-se uso de rocha ou de solo. Aquele tipo de solo que apresenta características marcantes de plasticidade, ou seja, quando suficientemente úmido molda-se facilmente, denomina-se: a) argila. b) areia. c) silte. d) turfa (matéria orgânica). e) Nenhuma das alternativas. 5. Um peso de papel, feito de madeira maciça, tem a forma d e um cubo cuja aresta mede 0,8 dm. Considerando que a densidade da madeira é 0,93 g/ cm3, quantos gramas de madeira foram usados na confecção desse peso de papel? a) 494,18 b) 476,16 c) 458,18 d) 49,418 e) 47,616 133Materiais naturais: pedras em geral, madeira, terra e materiais alternativos Materiais_construcao_U4_C02.indd 133Materiais_construcao_U4_C02.indd 133 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 BAUER, L. A. F. Materiais de construção. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. Leituras recomendadas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7190: projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7217: determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT, 1987. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7225: materiais de pedra e agregados naturais. Rio de Janeiro: ABNT, 1993. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13441: rochas e solos. Rio de Janeiro: ABNT, 1995. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15575: desempenho de edifícios habitacionais de até cinco pavimentos. Rio de Janeiro: ABNT, 2008. BORGES, A. C. Prática das pequenas construções. 9. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2009. v. 1. FREIRE, W.; BERALDO, A. L. Tecnologias e materiais alternativos de construção. Campinas: UNICAMP, 2003. HIDALGO-LÓPEZ, O. Bamboo: the gift of the god. Bogotá: Oscar Hidalgo-López, 2003. LIMA, N. T. et al. (Org.). Saúde e democracia: histórias e perspectivas do SUS. Rio de Janeiro: Fiocruz, 2005. PAIM, J. S. Desafios para a saúde coletiva no século XXI. Salvador: EDUFBA, 2006. PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland. 9. ed. Rio de Janeiro: Globo, 1982. PETRUCCI, E. G. R. Materiais de Construção. Porto Alegre: Globo, 1973. PETRUCCI, E. G. R. Pedras naturais. In: PETRUCCI, E. G. R. Materiais de construção. Porto Alegre: Globo, 1975. p. 262-304. REVISTA EQUIPE DE OBRA. São Paulo: Pini, [2016]. Disponível em: <http://www.equi- pedeobra.com.br>. Acesso em: 24 nov. 2011. SILVA, M. R. Materiais de construção. São Paulo: Pini, 1991. VERCOSA, E. J. Materiais de construção. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 1984. YAZIGI, W. A técnica de edificar. 10. ed. São Paulo: Pini, 2009. Referência Materiais de construção134 Materiais_construcao_U4_C02.indd 134Materiais_construcao_U4_C02.indd 134 12/01/2017 15:00:0912/01/2017 15:00:09 Dica do professor Materiais naturais são utilizados a milhares de anos pelas civilizações, sendo as pedras e a madeira as primeiras estruturas de obras que temos conhecimento. Foram estes materiais que proporcionaram o desenvolvimento da sociedade. Veja, no vídeo a seguir, um detalhamento de caraterísticas e de funções destes tipos de materiais. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/e2d019120f63fd134bd24c1dc462f5aa Exercícios 1) Considerando a importância de atender aspectos de sustentabilidade na execução de obras que utilizem madeira entre seus componentes construtivos, o correto é o emprego de: A) Madeira de lei. B) Madeira nativa. C) Madeira de floresta plantada ou madeira certificada. D) Madeira de florestas nacionais ou nacionalizadas. E) Peroba-rosa e pinus. 2) São parâmetros das propriedades mecânicas da madeira: A) Colapso, torcimento e arqueamento. B) Dureza, flexão estática e cisalhamento. C) Densidade aparente, compressão e resistência a fungos. D) Tenacidade, módulo de elasticidade e resistência à fadiga. E) Resistência à corrosão, resistência à oxidação e resistência à abrasão. 3) NÃO é uma atribuição do calceteiro, profissional responsável pela pavimentação de ruas: A) Quebrar pedras para pavimentação. B) Preparar o terreno para pavimentação. C) Escolher as pedras adequadas para pavimentação. D) Comprar materiais para pavimentação. E) Todas as alternativas são atribuições do calceteiro. 4) Ao se executar uma terraplenagem, faz-se uso de rocha ou de solo. Aquele tipo de solo que apresenta características marcantes de plasticidade, ou seja, quando suficientemente úmido molda-se facilmente, denomina-se: A) Argila. B) Areia. C) Silte. D) Turfa (matéria orgânica). E) Nenhuma das alternativas. 5) Um peso de papel, feito de madeira maciça, tem a forma de um cubo cuja aresta mede 0,8 dm. Considerando que a densidade da madeira é 0,93 g/cm3, quantos gramas de madeira foram usados na confecção desse peso de papel? A) 494,18 B) 476,16 C) 458,18 D) 49,418 E) 47,616 Na prática A madeira é um excelente isolante térmico, ou seja, é o material ideal para construção de residências em regiões frias, pois contribui muito para um ambiente aconchegante e para economia de energia ao longo da vida útil da obra, podendo dispensar, por exemplo, a necessidade de implantação de sistemas de calefação ou de condicionamento de ar. Este é o motivo que a torna o principal material de construção residencial em países como Canadá e Estados Unidos. No (sul do) Brasil a cultura construtiva vem mudando, e a casa de madeira deixando de ser sinônimo de "casa de pobre". A comercialização de residências pré-fabricadas vem crescendo e junto um sistema construtivo importado, constituído de estrutura de perfis leves de madeira maciça de pinus, contraventados com chapas estruturais de madeira transformada tipo OSB (Oriented Strand Board), denominado sistema construtivo wood frame. Os projetos e os empreendimentos devem ser pautados pela NBR15575 (Desempenho de Edifícios Habitacionais de até Cinco Pavimentos), preocupando-se com as questões de desempenho térmico, em função da zona bioclimática a ser construída a edificação, e as condições de agressividade ambiental do meio, pois a atual Norma Brasileira NBR 7190/97 (Projeto de Estruturas de Madeira) não apresenta critérios apropriados para o dimensionamento dessas estruturas leves (técnica wood frame), considera em suas especificações apenas dimensões mínimas para elementos estruturais em função da segurança de estruturas isostáticas e de treliças. Este tipo de obra pré-fabricada tem custo menor (comparado a sistemas convencionais), prazos de execução mais curtos e desperdício de material praticamente nulo. Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Produção de madeira a partir do reflorestamento chegou a R$ 18 bilhões em 2011 Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. A madeira tratada de pinus na construção civil Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Aterro Beira Mar Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://www.youtube.com/embed/zvaNNIsYNpg https://www.youtube.com/embed/XEorYAkZbD8 https://www.youtube.com/embed/yYdBoxRZp8U
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