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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL CAMPUS CARAZINHO/ RS Pesquisa: Alvenaria Estrutural/Autoportante Joabe do Amaral Fernandes Tecnologia da Construção II Karina da Costa Carazinho, março de 2016. INDICE 1. Apresentação ....................................................................................................... 4 2. Unidades de alvenaria.......................................................................................... 5 3. Blocos e Tijolos Cerâmicos .................................................................................. 6 3.1. Características ............................................................................................... 7 3.1.1. Propriedades dos blocos ......................................................................... 7 3.1.2. Resistência à compressão ....................................................................... 7 3.1.3. Precisão Dimensional .............................................................................. 7 3.1.4. Índice de Absorção .................................................................................. 8 3.2. Classificação .................................................................................................. 8 3.3. Processo de fabricação .................................................................................. 9 4. Blocos e Tijolos de Concreto .............................................................................. 10 4.1. Características ............................................................................................. 11 4.1.1. Resistência à compressão ..................................................................... 12 4.1.2. Absorção de água .................................................................................. 12 4.1.3. Precisão dimensional e perfeição geométrica ....................................... 13 4.1.4. Textura superficial ................................................................................. 13 4.2. Tipos de blocos e classificação .................................................................... 14 4.3. Resistência à compressão ........................................................................... 16 4.4. Produção de blocos de concreto .................................................................. 17 5. Blocos e Tijolos Sílico-Cálcareos ....................................................................... 18 Características ....................................................................................................... 19 Processo de fabricação ......................................................................................... 22 6. Blocos Celulares Autoclavado ............................................................................ 23 Características ....................................................................................................... 24 Classificação .......................................................................................................... 26 Resistência à compressão ..................................................................................... 27 7. Graute ................................................................................................................ 28 7.1. Função do graute ......................................................................................... 28 7.2. Condições de Uso do Graute ....................................................................... 30 8. Armadura ........................................................................................................... 31 8.1. Função da armadura .................................................................................... 32 8.2. Condições de uso ........................................................................................ 33 1. Apresentação A alvenaria estrutural resulta da colocação em arranjos específicos de peças industrializadas, de dimensões e peso de fácil manuseio, ligadas entre si através de juntas de assentamento ou juntas verticais de argamassa para formar os elementos de alvenaria (produtos da construção) que são as paredes, cintas, vigas, contravergas, e vergas, pilares que juntos formam um conjunto monolítico. Em alguns casos, as armaduras podem ser incorporadas nas juntas de assentamentos ou no graute dentro dos furos dos blocos para realizar uma alvenaria armada, a qual apresenta maior resistência a determinadas solicitações. Figura 1Parede de alvenaria de blocos cerâmicos Figura 2Alvenaria armada A alvenaria tem boas características de durabilidade, estética e desemprenho térmico e acústico. Quando executado como um processo racionalizado, projetado, calculado e em conformidade com as normas pertinentes, a alvenaria estrutural apresenta simplificação das técnicas de execução, maior velocidade de execução, redução da mão de obra, diminuição de formas, escoramento e armaduras; economia na aplicação dos revestimentos, redução dos desperdícios e funcionalidade com segurança. As principais desvantagens da alvenaria estrutural estão na limitação do projeto arquitetônico e nas dificuldades para uma eventual reforma. Contudo, a alvenaria desperta muita curiosidade e desperta o ceticismo de alguns que perguntam sobre a real necessidade do graute, a eficiência da interação entre paredes, a forma de armar vergas e contravergas, o tipo de lajes mais convenientes e os tipos de funções adequados. 2. Unidades de alvenaria 90% do volume de uma parede é formado pelas unidades. Por isso, as características de uma parede (propriedades e parâmetros de desempenho) são fortemente influenciadas pelo bloco. A alvenaria estrutural utiliza principalmente as unidades cerâmicas ou de concretos. Entretanto existem também tijolos de solo- cimento, blocos de concreto celular outo clavado e blocos silico-calcários. Estas unidades podem ser produzidas com morfologias e características muito diferentes. Figura 3Unidades de alvenaria As recomendações sobre especificações e requisitos mínimos são estabelecidas nas normas técnicas correspondentes: NBR 7170 (1983) - Tijolo maciço cerâmico para alvenaria; NBR 8491 (1983) - Tijolo maciço de solo cimento; NBR 15270-2 (2005) - Componentes cerâmicos - Parte 2 - Blocos Cerâmicos para alvenaria estrutural - Terminologias e requisites; NBR 15270-3 (2005) - Componentes cerâmicos - Parte 3 - Blocos Cerâmicos para alvenaria estrutural e de vedação- Método de ensaio; NBR 6136 - Blocos vazados de concreto simples para alvenaria estrutural; Em geral as unidades devem apresentar bom desempenho em relação as seguintes características: Resistência mecânica: fundamental para a capacidade portante da parede; Estanqueidade; Isolamento térmico e acústico; Resistência e reação ao fogo. 3. Blocos e Tijolos Cerâmicos Figura 4. Bloco 24cm Figura 5. Bloco 21 cm Figura 6. Bloco perfurado Figura 7. Canaleta "U" Figura 8. Canaleta "J" Figura 9. Bloco 44 cm 3.1. Características A alvenaria de blocos cerâmicos apresenta características muito importantes: precisão dimensional, boa resistência à compressão, isolamento térmico e acústico,resistência ao fogo e à penetração da chuva, flexibilidade para a estética. Na alvenaria estrutural são utilizados blocos perfurados ou blocos com paredes maciças ou furadas. Em todos estes casos, a relação entre a área líquida e bruta deve ser menor que 75%. Caso contrário o bloco é considerado maciço. Entretanto em geral, esta relação está em torno de 50%. 3.1.1. Propriedades dos blocos Entre as diversas propriedades que podem ser analisadas, três são consideradas fundamentais e constituem os parâmetros de controle dos blocos. Estão são: a resistência à compressão; a precisão dimensional e o índice de absorção. 3.1.2. Resistência à compressão A resistência do bloco depende das matérias primas utilizadas na fabricação do bloco assim como do processo de queima. Em geral, considera-se a resistência como um indicador de qualidade do bloco. Devido à importância deste parâmetro, a norma define o procedimento a ser utilizado para estimar a resistência à compressão de um lote. O valor de resistência mínima para bloco estrutural é de 3 Mpa, sendo a resistência de 6 Mpa o valor mais comum no mercado. A demanda por prédios mais altos tem incentivado algumas fábricas a disponibilizarem blocos de 10, 15 e 18 Mpa. 3.1.3. Precisão Dimensional O resultado da racionalização em alvenaria estrutural exige um controle rigoroso de vários aspectos dos blocos. Uma boa modulação tanto horizontal quanto vertical dependerá das dimensões dos blocos. Por outro lado, o prumo lateral afeta diretamente o consumo de material necessário para o revestimento das paredes. Variações grandes nas espessuras das paredes podem afetar a resistência. Assim é muito importante realizar o controle das dimensões para manter estas dentro dos limites estabelecidos pela norma. A figura mostra os parâmetros de controle e as posições onde devem ser medidos. Figura 10. Precisão dimensional A norma 15270-2/2005 recomenda os seguintes limites de tolerância: Individual Média Largura (L); Comprimento (C); Altura (H) 5 mm− + 3 mm− + Desvio em relação ao esquadro (D); Plano das faces (F) 3 mm− + 3 mm− + 3.1.4. Índice de Absorção O índice de absorção permite definir a quantidade de água que um bloco é capaz de absorver e serve como um indicador de qualidade também. O índice representa a proporção, em relação a sua massa é capaz de absorver. É um indicador importante pois a penetração de água e outros agentes agressivos por absorção leva a várias patologias e deve ser controlado. A norma estabelece os requisitos para seu uso na alvenaria estrutural. Os blocos, quando assentados entram em contato com a argamassa em estado plástico, que contém a quantidade de água necessária para garantir a trabalhabilidade no assentamento e a hidratação correta do cimento. O bloco ao absorver parte da água da mistura pode prejudicar o processo de hidratação. 3.2. Classificação A resistência à compressão, principal característica do bloco depende de sua morfologia (área líquida). Por outro lado, a interação entre paredes, aspecto importante para a uniformização das tensões, exige o arranjo dos blocos nas fiadas sucessivas de forma a garantir uma amarração direta e eficiente entre as paredes. Para isso os blocos são produzidos com comprimentos e espessuras diferentes sendo classificas em famílias em função da largura e em vários outros tipos em função do comprimento e da função que cumprem na alvenaria. Estes tipos são: Blocos inteiros; Meio bloco; Bloco canaleta U; Bloco canaleta J; Especiais para amarração em encontros de paredes; Ajuste ou compensador na amarração horizontal Canaleta compensador para modulação vertical; Considerando uma dimensão modular de 10 cm, a tabela abaixo, extraída da norma 15270-2/2005 as dimensões resultantes para algumas famílias de blocos. 3.3. Processo de fabricação A fabricação dos blocos cerâmicos consiste em várias etapas ou fases que são resumidas a seguir: Seleção das materiais-prima; Mistura e umidificação; Secagem no início do forno; Preparação da matéria-prima; Britagem e moagem da matéria-prima; Extrusão, corte e identificação das unidades; Queima no meio do forno em túnel; Definição em laboratório do produto que será produzido industrialmente; 4. Blocos e Tijolos de Concreto As obras em alvenaria devem satisfazer um número de exigências normativas, tais como: A estabilidade mecânica; Durabilidade em função da exposição a chuva; Isolamento térmico; Isolamento acústico; Resistência ao fogo que considera por um lado os blocos como incombustíveis e por outro lado que as paredes devem garantir durante um determinado tempo as seguintes função: estabilidade ao fogo, corta chamas e corta fogo; Figura 11. Blocos de Concreto De acordo com a norma NBR 6136 o bloco se define como um elemento de alvenaria como cuja área líquida é igual ou inferior a 75% da área bruta. Os blocos de classe AE são utilizados em paredes externas acima ou abaixo do nível do solo, podendo estar expostas à umidade ou intempérie sem receber revestimento de argamassa enquanto os blocos de Classe BE são utilizados acima do nível do solo. Além disso devem ser revestidos e não devem estar expostas a intempéries. 4.1. Características O bloco de concreto é empregado em larga escala no Brasil. Foi o primeiro bloco a possuir uma norma brasileira para calcula de alvenaria estrutural. Por outro lado, como existem muitos fornecedores, sofre um problema de falta de qualidade. Possui boa resistência à compressão sendo a faixa de produção entre a mínima 4,5 Mpa exigida pelas normas e 16 MPa. A resistência alta só é disponibilizada por algumas fábricas e o bloco é mais pesado. O Brasil já tem prédio de mais de 20 pavimentos com alvenaria estrutural de blocos de concreto. Um bloco conforme deve oferecer qualidade e economia as edificações. Isso significa que deve apresentar: dimensões e formas adequadas, compacidade, 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 tem seus limites restabelecidos em normas técnicas apropriadas. Existe um conjunto completo de normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) voltadas à qualidade dos materiais e ao sistema construtivo de alvenaria estrutural com bloco de concreto. As principais são: NBR 15873/2010 – Coordenação Modular para Edificações; NBR 6136/2008 – Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria – Requisitos; NBR 7184:92 – Determinação da resistência à compressão; NBR 8215/1983 – Prismas de Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria Estrutural Preparo e ensaio à Compressão NBR 15961-1/2011 – Alvenaria estrutural – Blocos de concreto – Parte 1: Projeto; NBR 15961-2/2011 – Alvenaria estrutural – Blocos de concreto – Parte 2: Execução e Controle de Obras; NBR 12118/2011 – Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria – Métodos de ensaio; NBR 14321 – Paredes de Alvenaria Estrutural – Determinação da resistência ao cisalhamento; NBR 14322 – Paredes de Alvenaria Estrutural – Verificação da resistência à flexão simples ou à flexo-compressão. NBR 10837:89 – Cálculo de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto; NBR 8798:85 – Execução e controle de obras em alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto. Algumas características constituem os requisitos normativos e servem de indicadores de qualidade ou para especificação dos blocos. As mais importantes são: 4.1.1. Resistência à compressão A compacidade depende dos critérios de dosagem e influencia diretamente a resistência do bloco assim como o índice de absorção. A cura é um fator determinante na resistência a compressão dos blocos, a qual deve ser avaliada aos 28 dias. A resistência é a capacidade que a parede de alvenaria possui de suportar as deversas ações mecânicas previstas em projeto, tais como as cargas da estrutura, vento, deformações, choques, etc. Esta resistência está diretamente ligada a alguns fatores como: características dos componentes e das juntas, aderência do conjunto, esbeltes da parede, ligação entre paredes, entre outros. Os blocos são comercializados em classes de resistência que variam desde 4,5 MPa até 16 MPa. 4.1.2. Absorção de água Está diretamente relacionada à impermeabilidade dos produtos, ao acréscimo imprevisto de peso à parede saturada e à durabilidade. A determinação da Absorção total de blocos de concreto estrutural é contemplada na NBR 6136. O índice de absorção é utilizado como um indicador de durabilidade. A absorção Individual de blocos de concreto deve ser menor ou igual a 10%. A Absorção inicial (determinado com a ASTM C 67) corresponde à capacidade de sucção do bloco. É um indicador importante para definir o potencial de aderência do bloco com uma argamassa com retenção adequada. Os blocos de concreto apresentam em geral uma taxa de absorção inicial de sucção em torno de 0,265g/cm2/min. Esta absorção é influenciada pela porosidade dos blocos sendo mais alta para blocos mais porosos. Assim é importante encontrar o ponto de equilíbrio já que a absorção na quantidade certa favorece a penetração dos aglomerantes que ao endurecer tornam monolítico o conjunto blocos, argamassa, revestimento. Entretanto quando a absorção é muito alta pode comprometer as reações químicas necessárias ao endurecimento. Para garantir o equilíbrio é importante utilizar uma argamassa com características de retenção adequada. 4.1.3. Precisão dimensional e perfeição geométrica A qualidade e o tipo do bloco de concreto são fundamentais para o bom desempenho do sistema estrutural. Por isso, é importante saber se a região do empreendimento possui fabricantes de blocos que ofereçam o produto adequado e dentro das normas técnicas. O processo de fabricação (mistura homogênea, prensagem, secagem e cura controlada), confere aos produtos grande regularidade de formas e dimensões possibilitando a modulação da obra já a partir do projeto, evitando-se improvisos e os costumeiros desperdícios deles decorrentes. É importante observar as dimensões estabelecidas em norma, bem como seus limites de tolerância. Quando vazados, observar ainda a espessura das paredes que compõem os blocos para não comprometer sua resistência. As dimensões padronizadas dos blocos admitem as tolerâncias apresentadas na tabela. Requisitos Bloco de Concreto Estrutural tipo A e B Absorção D'Água (% massa) 10 (individual) Tolerâncias Dimensionais (mm) ~2 (largura) ~3 (altura e comprimento) Resistência à compressão 6 MPa 4,5 MPa Dimensões (mm) 140 x 190 x 190 140 x 190 x 390 140 x 190 x 190 140 x 190 x 390 Se forem detectadas não conformidades nas dimensões dos blocos (altura, largura e comprimento), isso indica, em geral, falha no processo de produção, isso é: na fabricação ou na fiscalização dos lotes. Os problemas com precisão dimensional afetam diretamente a coordenação modular e contribuem para aumentar os desperdícios de blocos. 4.1.4. Textura superficial Os blocos devem ser homogêneos, compactos e com arestas vivas (indicador de precisão dimensional). Devem estar livres de trincas, fraturas para não prejudicar o seu assentamento, resistência e durabilidade. A textura superficial é importante seja para alvenaria sem revestimento onde o bloco é o acabamento, seja em alvenaria com revestimento onde deve apresentar rugosidade, textura e porosidade superficial adequadas para haver aderência com a argamassa e promover monoliticidade ao conjunto. Em geral, a textura varia de lisa a áspera dependendo dos materiais utilizados e das condições de fabricação. 4.2. Tipos de blocos e classificação Os blocos de concreto podem ser de tipos e formas muito diferentes. O tipo de agregado é um dos fatores de diferenciação, podendo ser convencional ou leve. Os blocos têm formas modulares variáveis que, em geral, devem atender os requisitos de manuseio e aplicabilidade ou seja a massa deve ser tal que o bloco seja manuseável. Figura 12. Família de Blocos de Concreto. A normalização brasileira define basicamente dois tipos de blocos de concreto, de acordo com sua aplicação: para vedação, o bloco vazado de concreto simples para alvenaria sem função estrutural (NBR 7173/82), e com função estrutural, o bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural (NBR 6136/1994). Qualquer que seja a aplicação, o bloco dever ser vazado, ou seja, sem fundo. Este material considera apenas os blocos com função estrutural. O bloco vazado, ou seja, sem fundo permite utilizar os furos para a passagem das instalações e para a aplicação do graute (concreto de alta plasticidade). A norma brasileira faz uma designação dos blocos tomando como base a largura. A tabela mostra a classificação para blocos estruturais. M-12, M-15 e M-20, se referem às larguras 11,5; 14 e 19 cm, respectivamente. A família 29 é composta de dois elementos básicos: o bloco B29 (14x19x29 cm), o bloco B14 (14x19x19). Os blocos têm sempre 14 cm de largura. Ou seja, o comprimento dos blocos é sempre múltiplo da largura, o que evita o uso dos elementos compensadores, salvo para ajuste de vãos de esquadrias. A família 39, designada por M15, possui dimensões modulares do comprimento (20cm) diferentes da largura (15cm). A família 39 é composta de três elementos básicos: o bloco B39 (39x19 cm) e largura variável; o bloco B19 (19x19 cm) e largura variável e o bloco B54 (54x19 cm) e largura variável. Tal diferença exige a introdução de blocos complementares com o objetivo de restabelecer a modulação nos encontros das paredes: o 14x19x34, para amarração nos cantos, e o 14x19x54, para amarrações em "T". Os blocos de 14x19x39 cm são especiais para paredes longas onde não há cruzamento de paredes e que não exigem elementos compensadores, já que seu comprimento não é múltiplo da largura. Os elementos compensadores são necessários não só para ajuste de vãos de esquadrias, mas também para compensação da modulação em planta baixa. Quando utilizamos os de 14X19X39 cm, precisamos de um bloco especial, que é o bloco B34 (34x19x14 cm), para ajuste da unidade modular nos encontros em "L" e em "T". Figura 13. Uso de Blocos Especiais. Além do bloco comum, também é fabricado o meio bloco, que permite a execução da alvenaria com junta de amarração, sem a necessidade de corte do bloco na obra. Outras particularidades são os blocos tipo U (canaleta) que facilitam a execução de cintas, vergas e contravergas e ainda o tipo J, que facilita a execução da cinta de respaldo para lajes. Os blocos de concretos podem estar com ou sem fundo. Os blocos sem fundos facilitam a passagem de eletrodutos,tubos hidráulicos pelo seu interior, sem a necessidade de corte na alvenaria. 4.3. Resistência à compressão Os blocos, por definição servem para levantar paredes devem assumir a função de transmitir as cargas. Para isso uma de suas propriedades mais importante é a resistência à compressão. As classes de resistência dos blocos representam a resistência de ruptura dos blocos, calculada na seção bruta do bloco. Dentro de uma classe oitenta por cento dos blocos devem apresentar uma resistência à compressão igual ou superior a este valor e nenhum resultado deve ser inferior a 90% do valor da classe. Para a resistência à compressão e a absorção a norma brasileira estabelece os seguintes limites: Bloco estrutural - superior a 4,5 MPa, dividido absorção individual menor ou igual a 10%. A determinação da resistência características deve ser calculada da seguinte forma: A resistência à compressão é uma propriedade fundamental para os blocos estruturais, justamente por sua função e também porque a durabilidade, a absorção de água e a impermeabilidade da parede estão intimamente ligadas a esta propriedade. 4.4. Produção de blocos de concreto Os blocos de concreto são componentes obtidos a partir de uma dosagem racional de cimento, areia, pedrisco, pó de pedra e água. O equipamento básico necessário é uma prensa, facilmente encontrada no mercado. A partir da dosagem racional dos componentes e da disponibilidade do equipamento é possível se obter peças de grande regularidade dimensional e com faces e arestas de bom acabamento. Atualmente, devido à grande demanda por blocos, a produção é industrializada e o processo utiliza diversos equipamentos básicos: Silos alimentadores de materiais; Dosadores; Esteiras para alimentação dos misturadores; Misturados; Máquinas para a produção dos blocos, Esteira de transporte dos blocos; Área para cura; Sistema de embalagem e paletização. Em geral, devido a automatização, as operações de pesagem e de mistura são garantidas. Uma etapa muito importante é a de dosagem. A produção de blocos, seja ela manual ou industrializada requer um procedimento de dosagem que é o processo de estabelecimento do traço do concreto, com a especificação das quantidades de cimento, agregados, água, adições e eventualmente aditivos. Apesar de ser um concreto, a mistura para blocos tem exigências diferentes dos concretos tradicionais. A consistência, por exemplo deve ser de terra úmida e não plástica como ocorre para os concretos tradicionais. Além disso o concreto para bloco tem um teor bastante importante de ar por volume. Existe alguns métodos racionais de dosagem de concreto para blocos estruturais. Outra etapa que requer atenção também é a cura que, normalmente deve ocorrer em ambiente coberto. Os blocos não devem perder a água por evaporação visto que afetara diretamente a qualidade final do produto. 5. Blocos e Tijolos Sílico-Cálcareos São blocos prismáticos, fabricados com cal e agregados finos, da natureza predominantemente quartzo, que depois da mistura íntima são modados em peças, por pressão e compactação, sofrendo posteriormente endurecimento sob ação de calor e pressão de vapor. Tem a vantagem de dispensar o chapisco e emboço no revestimento, não é preciso regularizar a parede, e sendo um material bem pouco poroso e bastante nivelado, pode ficar aparente ou receber uma fina camada de revestimento. Isso significa economia de mão-de-obra e material de acabamento. Há modelos com furos de diferentes formatos para a passagem dos eletrodutos. Como desvantagem, apresenta a necessidade de uma tecnologia construtiva mais complexa e específica, por apresenta elevada retração na secagem. São bastante utilizadas na Europa, onde a execução de alvenaria não armada é tradicional e existe uma preocupação muito grande com o isolamento térmico. No Brasil, são fabricados blocos vazados para alvenaria armada de 6 MPa e maciços perfurados para alvenaria não armada de 10 MPa. Há poucos fornecedores. Entretanto, como não se utiliza graute ou armaduras nos blocos, o uso do bloco de Sílico-Calcário não é viável em prédios muito altos, sujeitos a fortes ações dos ventos. Em edificação com blocos Sílico-Calcários não são permitidas tensões de tração, que exigiriam a colocação de armaduras. Os blocos são mais pesados que os blocos cerâmicos. Atualmente existem cerca de 150.000 habitações de diversos padrões utilizando os blocos de Sílico-Calcário no Brasil. Figura 14. Alvenaria de Blocos Sílico-Calcário Características Antes da publicação da NBR 14974-1, era utilizada a norma alemã DIN-106 para a alvenaria em blocos sílico-calcários. Os blocos devem ter um aspecto homogêneo, compacto, com arestas vivas e ser livres de trincas, fissuras ou outras imperfeições que possam prejudicar o seu assentamento ou afetar a sua resistência e durabilidade da construção. Entretanto podem apresentar pequenas imperfeições próprias dos processos normais de fabricação, transporte ou manuseio, os quais não devem constituir motivo de rejeição. Em termo de absorção de água, os valores de absorção para todas as classes de blocos sílico-calcários devem estar entre 10%e 18%. Os blocos sílico-calcários possuem formas e dimensões padronizados de acordo com seu tipo. É importante observar as dimensões estabelecidas em norma, bem como seus limites de tolerância. Quando vazados, observar ainda a espessura das paredes que compõem os blocos, pois fora das especificações, comprometem sua resistência. Em geral os blocos têm espessura superior a 20cm e tolerâncias nas dimensões de ± 2 mm. Os blocos sílico-calcários oferecem bom isolamento acústico devido a sua elevada densidade, alta resistência ao fogo. Têm um potencial ecológico razoável em função das materiais primas que entram na sua composição. Os blocos sílico-calcários podem reter o calor para depois liberá-lo lentamente. Em resumo, os blocos sílico-calcários apresentam as seguintes características: Material compacto com boa resistência à compressão; Precisão dimensional em função do processo de fabricação; Textura com pouca rugosidade; Absorção de água alta; Peso específico em torno de 130kgf/m2/li> Classificação A norma brasileira estabelece as formas e dimensões dos blocos sílico- calcários conforme as tabelas abaixo para os blocos modulares de 12,5 cm e 20,0 cm. Resistência à compressão Devido à elevada resistência, o bloco sílico-calcário pode ser utilizado como elemento estrutural, dispensando Vigas, pilares e toda a mão-de-obra correspondente, o que reduz significativamente o custo da construção, além de agregar características termo acústicas. Os blocos são divididos em classes de resistência em função de sua resistência. Classes Resistência à compressão Classe A 4,5 MPa Classe B 6,0 MPa Classe C 7,5 MPa Classe D 8,0 MPa Classe E 10,0 MPa Classe F 12,0 MPa Classe G 15,0 MPa Classe H 20,0 MPa Classe I 25,0 MPa Classe J 35,0 MPa Processo de fabricação São produzidos com uma mistura de cal virgem e areia siliciosa, sem aditivos, que permite blocos com texturas uniformes, resistente e quase branca. Assim, podem ficar aparente, receberem massa fina ou pintura direta, sempre com ótimos resultados. No processo de fabricação,o bloco é prensado e autoclavado (é introduzido num forno onde é submetido a alta pressão e temperatura), processo que resulta num produto de alta resistência e de dimensões muito precisas. No Brasil estes blocos são produzidos pela empresa Prensil. O processo de fabricação envolve as seguintes etapas: Armazenamento das matérias primas, Preparação da água e produção de vapor em um circuito fechado; Preparação da mistura de areia e cal baseada em uma dosagem precisa; Extinção da mistura com a adição de água; Moldagem com prensagem; Endurecimento a vapor a uma temperatura superior a 170oC. Durante a fase de endurecimento, os blocos adquirem suas características mecânicas e propriedades físicas definidas. Embalagem, estocagem e paletização para expedição. Figura 15. Processo de Fabricação 6. Blocos Celulares Autoclavado Areia, cal e cimento constituem as matérias de base do concreto celular. Misturados em proporções específicas, adicionam-se água e uma pequena quantidade de pó de alumínio cuja função é levantar a mistura. Esta pasta descansa depois em moldes preenchidos parcialmente para permitir o crescimento da pasta. O pó de alumínio libera o hidrogênio que forma pequenas células cheias de hidrogênio. Resulta então um material sólido, leve e termicamente muito isolante. Após a desmoldagem, a pasta endurecida é cortada de acordo com o tipo de produto desejado: blocos, vergas, contra vergas, cinta, canaletas, etc... A produto vai então para a autoclave onde fica sob uma temperatura de 200 ºC e uma pressão de 12 atmosferas. Este processo dura 12 horas e confere ao concreto celular auto clavado suas características definitivas; o concreto celular consome relativamente poucas matérias primas em relação a outros materiais de construção. Para 1 m³ de alvenaria, o concreto celular utiliza ½ a 1/3 do material que seria necessário com os produtos tradicionais. O concreto celular pode ser utilizado em todos os tipos de construção: habitações unifamiliares, prédio residenciais; edifícios industriais e construções especiais (escola, hospitais, garagens, setor agrícola). O concreto Autoclavado serve tanto para alvenaria enterna ou externa, de divisão de vedação ou estrutural. Em todos os casos oferece as mesmas características na que diz respeito a isolamento térmico, resistência ao fogo, isolamento acústico. Estas características são diretamente proporcionais ao peso específico (também chamado de massa volúmica à seco) e à espessura. É utilizado como excelente isolante térmico e proporciona um ambiente agradável no verão também. Pode ser utilizado como material único em uma construção do telhado a função. Neste sentido o concreto Autoclavado é um material inovador no campo da construção civil. O produto tem bom desemprenho e um leque grande de elementos que permitem simplificar o processo relativo ao projeto em si. É mais flexível para permitir a criatividade do arquiteto além de proporcionar economia sem sacrificar a qualidade. Figura 16. Construção com bloco celular autoclavado O bloco de concreto celular Autoclavado ainda não está muito empregado no Brasil. Características Entre os tipos de blocos estruturais disponíveis no Brasil, o bloco celular autoclavado é o menos empregado. Como para os outros blocos a ABNT publicou um conjunto de normas que estabelecem as características e especificações mínimas para os blocos de concreto celular. São as seguintes: NBR 13438:1995 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado – Especificação NBR 13439:1995 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Resistência à compressão NBR 13440:1995 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado -Verificação da densidade de massa aparente seca NBR 14956-1:2003 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Execução de alvenaria sem função estrutural - Parte 1:Procedimento com argamassa colante industrializada NBR 14956-2:2003 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Execução de alvenaria sem função estrutural - Parte 2: Procedimento com argamassa convencional A presença de células minúsculas de ar determina a estrutura do concreto celular. Pode ser fabricado com massa volúmica variando entre 350 e 500 kg/m3 enquanto o concreto convencional tem massa em torno de 2400 kg/m3. As células são de dois tipos: as macro células com diâmetro entre 0,5 e 2 mm et as micro células de dimensões capilares. Para um concreto celular de 450 kg/m3, as células sólidas e vazias representam as seguintes porcentagens: Tipo de células % Células sólidas 20% Macro células 50% Micro células capilares 30% Assim o volume de ar representa 80% do concreto celular enquanto a massa sólida ocupa 20%. Portanto 1 m3 de matéria prima produz 5 m3 de concreto celular. É um aspecto ecológico muito importante. Uma dosagem minuciosa permite modificar o diâmetro das células para obter uma determinada massa volúmica. A alvenaria executada em concreto celular proporciona um ganho substancial de área útil as edificações. Enquanto uma parede de tijolo cerâmico rebocado tem 15cm de espessura a mesma parede em concreto celular tem 8 cm. Sendo assim há um ganho de 88% de área. O concreto celular foi desenvolvido com o intuito de aumentar a produtividade, otimizar os recursos disponíveis e de aumentar a rentabilidade no item alvenaria. Os blocos leves podem chegar a ser 75% mais leve do que o sistema tradicional de alvenaria. O concreto celular auto clavado tem: Peso específico baixo; Boa resistência à compressão; Potencial elevado como isolante térmico com uma condutibilidade térmica de 0,083 kcal/h ºC e isolamento acústico (37dB para uma parede de 10cm); Grande inércia térmica; Resistência ao fogo excepcional; Impermeabilidade elevada contravapor pois a estrutura celular fechada torna lenta a penetração da água no produto; Boa trabalhabilidade como material; Durabilidade ilimitada. O concreto celular tem uma retração devido a secagem da ordem de 0,2 mm/m, valor muito abaixo do valor de retração dos blocos de concreto convencional. Por outro lado, o concreto celular representa uma prática construtiva ecologicamente correta porque: Sua matéria prima se encontra na natureza em quantidade praticamente ilimitada e sua produção não utiliza reservas esgotáveis de matéria prima; Sua matéria prima não resulta em emissão nocivas radiativas ou de gases; Sua produção não introduz nem vapores, nem gases tóxicos na atmosfera; Os resíduos de fabricação são reutilizados como resíduos inertes. Classificação Devido ao processo de cura em autoclave, esse produto adquire uma natureza micro cristalina que proporciona uma elevada estabilidade dimensional. A retração por secagem desde o estado natural até o estado seco é de 0,103 mm/m e o coeficiente de dilatação térmica é de 3,8 × 10−6 ℃. É importante observar as dimensões estabelecidas em norma, bem como seus limites de tolerância. Esses blocos têm dimensões bastante uniformes, o que diminui a espessura das argamassas de assentamento e revestimento. Também proporcionam isolamento térmico e acústico, além de possuírem densidade muito baixa (entre 300 a 1000 kg/m³, conforme o tipo), aspecto que aumenta a produtividade da mão de obra e diminui a sobrecarga na estrutura. Suas dimensões regulares são de 400 a 600 mm de comprimento, 200, 300 ou 400 mm de altura e espessuras de 75, 100, 125, 150 e 200 mm modulando-sede 25mm até 600mm. Os blocos podem ser serrados, furados, escarificados e pregados. Utilizam-se as mesmas ferramentas empregadas em trabalhos com madeiras, reduzindo-se as perdas. Resistência à compressão A resistência à compressão do bloco de concreto celular autoclavado pode chegar á 6 MPa. Isso inviabiliza a sua utilização para a execução de prédios altos. O material é competitivo até o quarto pavimento. Oferece bom isolamento acústico e resistência ao fogo. Resistência Mínima à ruptura por compressão 15 kgf/cm² 25 kgf/cm² 45 kgf/cm² Processo de fabricação A produção de blocos de concreto celular pode ser totalmente automatizada e o processo pode ser resumido nas seguintes etapas: 1. Preparação da pasta com a mistura da areia quartzosa fina (44%), do cimento (3%), da cal (12%) e da água (41%) além dos aditivos (menos de 1%). As porcentagens variam ligeiramente em função da massa volúmica desejada. 2. Descanso durante um período de duas horas da mistura em grandes tanques a uma temperatura de 20 ° C para criar uma estrutura com micro porosidades. 3. Moldagem e corte da pasta sólida e estável em pedaços com grande precisão. 4. Os blocos vão para os reservatórios onde permanecem a altas pressão (12atmosferas) e temperatura (200 ºC) por um período de doze horas. Este processo confere aos blocos suas características finais de resistência e de estabilidade dimensional. Após esta etapa os blocos se tornam uma pedra artificial muito leve e fácil de trabalhar. 5. Controle de qualidade na saída da autoclave para garantir conformidade. 6. Embalagem, estocagem e paletização. 7. Graute O graute pode ser definido como um concerto com agregados finos e alta fluidez e de baixa retração. Alguns autores o definem como uma argamassa. Em função de sua composição, o graute pode ser fino (cimento + areia) ou graute grosso (cimento + areia + brita). Aumenta a área útil em carca de 50%. O aumento de resistência é da ordem de 30 a 40%. É desejável que o graute apresente boa fluidez, boa coesão, boa aderência, resistência à compressão maior que 14MPa, uma retração baixa e boa trabalhabilidade. Recomenda-se o uso de um teor baixo de cal para prevenir os problemas de retração. Para garantir a fluidez, a relação água/cimento pode alcançar 0,9. 7.1. Função do graute O graute serve principalmente: Para preencher os blocos canaletas (U ou J) e formar cintas, vergas, contravergas; Para preencher os furos nas regiões com cargas concentradas elevadas ou com cargas distribuídas sobre vãos curtos, aumentando a resistência da parede; Para preenchimentos dos furos dos blocos e formar pilares; Para preencher os furos onde tem armaduras permitindo manter a barra no meio do furo, unindo assim a armadura com a parede. Figura 17. Preenchimento das Vergas e Contravergas Figura 18. Preenchimento de pilares e blocos canaletas com graute Figura 19. Preenchimento de furos com armadura 7.2. Condições de Uso do Graute Persekian er al (2010) recomenda as seguintes dosagens básicas de graute para obras de pequeno vulto. Graute fino: 1 saco de cimento; Até 35 dm³ de cal; Até 88 dm³ de agregado miúdo; Até 37 litros de água; Em volume de material seco esta dosagem corresponde a um traço de 1:3 a 4. Graute grosso 1 saco de cimento; Até 35 dm3 de cal; Até 66 dm3 de agregado miúdo; Até 35 litros de água O traço correspondente é 1:2 a 3; 1 a 2 8. Armadura Em sistemas estruturais em alvenaria, a resistência a ações horizontais do vento ou de desaprumo é mobilizada pelas paredes um contraventamento em alvenaria e lajes consideradas como diafragmas para uma distribuição uniforme dos deslocamento. Estes carregamentos geram esforços que uma alvenaria não-armada não pode resistir. Assim, nestes casos, se utiliza nas construções uma armadura semelhante a utilizadas no concreto armado convencional. Figura 20. Armadura em Blocos Canaleta. Figura 21. Armadura tipo Tela 8.1. Função da armadura A armadura na alvenaria combate os esforços de flexão nos elementos tais como, vigas, vergas, contravergas, cintas. Também proporciona mais capacidade de deformação. É muito importante em elementos estruturais tipo muro de arrimo onde ocorre uma flexão fora do plano da parede. Figura 22. Elemento submetido a flexão. As armaduras são utilizadas também para viabilizar as amarrações indiretas. Figura 23. Armadura Indireta. 8.2. Condições de uso Na alvenaria, os blocos furados permitem a colocação das armaduras verticais. As armaduras horizontais podem ser de dois tipos: de barras ordinárias como no concreto convencional e pré-fabricado na forma de telas, treliças, etc... A figura apresenta alguns croquis de elementos de alvenaria armada. Figura 24. Armaduras Verticais. Figura 25. Armaduras Horizontais. Nas juntas recomenda-se o uso de um diâmetro mínimo de 4mm não devendo ultrapassar a metade da espessura da junta para garantir o cobrimento apropriado.
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