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Departamento de Construção Civil Prof.º Jorge Santos MATERIAIS UTILIZADOS COMO ELEMENTOS DE VEDAÇÃO Bernardo Gracioli Sá Gomes Gabriel Giacomini Moura Igor Kiechle Loro Orlandini João Pedro Carvalho de Lima José Antônio Munaro de Albuquerque Otávio Andrade e Mello Pedro Henrique Alves da Silva e Silva Rafaela de La Plata Ruiz Rio de Janeiro, 05 de maio de 2017 Resumo No escopo de materiais de construção civil, em destaque aos materiais de vedação, existem vários disponíveis no mercado. A escolha dos materiais para o projeto, devem ser escolhidas minuciosamente levando em conta suas características. É levado em conta principalmente suas vantagens técnicas e financeiras. Outras variáveis podem ser determinantes para a escolha, tais como limitações regionais, aplicabilidade. O conhecimento sobre resistência mecânica, isolamento acústico e térmico, resistência aos agentes deterioradores, e sua disponibilidade são fundamentais, entre outras. A observação na pratica e sua aplicabilidades são fatores importantes também. Assim para determinar as características e limitações dos materiais, é essencial que sejam realizadas pesquisas, ensaios e juntamente com o uso das normas técnicas que possam assegurar essas características e sua padronização de sua qualidade e aplicabilidade. Por isso é fundamental o conhecimento total sobre os materiais, afim de se fazer a melhor escolha. Não existe material melhor ou pior, e sim o material mais vantajoso para a ocasião. Veremos alguns desses materiais de vedação sempre buscando mostras suas vantagens e desvantagens e sua melhor ocasião e forma de aplicação. Índice 1 – Introdução ............................................................................................................. 4 2 – Aspectos Históricos .............................................................................................. 5 3 – Aço ....................................................................................................................... 5 3.2 – Fabricação dos Painéis: ................................................................................. 6 3.3 – Acabamento em Painéis Metálicos: ............................................................... 7 3.4 – Aspectos de Projeto e de Construção: ........................................................... 7 3.5 – Vantagens: ..................................................................................................... 7 3.6 – Desvantagens: ............................................................................................... 8 4 – Gesso ................................................................................................................... 9 4.1 - Classificação: .................................................................................................. 9 4.2 - Utilização:........................................................................................................ 9 4.2.1 - Gesso Acartonado (Drywall) ........................................................................ 9 4.2.1.1 - Vantagens da utilização do Gesso Acartonado: ........................................ 9 4.2.1.2 - Desvantagens da Utilização da Gesso Acartonado: ............................... 10 4.2.2 Blocos de Gesso .......................................................................................... 10 4.2.2.1 - Vantagens na utilização do Bloco de Gesso: .......................................... 10 5 – Blocos Cerâmicos ............................................................................................... 11 5.1 – Vantagens: ................................................................................................... 11 5.2 – Desvantagens: ............................................................................................. 11 5.3 – Processo de fabricação ................................................................................ 11 6 – Concreto Celular ................................................................................................. 12 6.1 – Vantagens: ................................................................................................... 12 6.2 – Desvantagens: ............................................................................................. 13 6.3 – Produção ...................................................................................................... 13 7 – Blocos de Concreto ............................................................................................ 13 7.1 – Processo de Fabricação ............................................................................... 14 7.2 – Vantagens: ................................................................................................... 14 7.3 – Desvantagens: ............................................................................................. 15 8 – Vidro ................................................................................................................... 15 8.2 – Aplicação ...................................................................................................... 15 8.3 – Vantagens: ................................................................................................... 16 9 – Visita à Obra ....................................................................................................... 16 10 – Ensaios (blocos cerâmicos) .............................................................................. 17 11 – Conclusão ......................................................................................................... 17 12 – Agradecimentos ................................................................................................ 18 13 – Referências Bibliográficas ................................................................................ 18 1 – Introdução Esse trabalho apresenta os estudos sobre materiais utilizados para a vedação na construção civil. Serão abordados materiais desde os clássicos como blocos cerâmicos até aos mais atuais como o concreto celular, sempre mostrando suas características. A evolução histórica durante séculos será apresentada também, evidenciando a relação do homem com tais materiais e como afetaram as construções civis. Serão apresentadas as principais características dos materiais, evidenciando suas vantagens e desvantagens, e quais necessidades e peculiaridades eles podem atender. Sempre buscando anteder as exigências de segurança e econômicas. A fim de mostrar a parte prática, será relatado também uma visita técnica feita pelos alunos à obra do Hospital Dr. Badin II, Tijuca, mostrando os diversos matérias de vedação utilizados e como de fatos eles são usados e aplicados em uma obra. 2 – Aspectos Históricos Desde o início da existência humana, a necessidade por abrigo e segurança sempre foi uma questão que move suas ações, e essa preocupação mostrou a necessidade de buscar materiais de construção que o auxiliassem a garantir sua sobrevivência. Tamanha é essa importância dos materiais, que a história do princípio da humanidade é dividida de acordo com os materiais predominantemente utilizados em cada época, por exemplo, a Idade da Pedra, Idade do Bronze, etc. Os materiais de vedação possuem registros de utilização desde os primórdios da humanidade. Por exemplo, há citações de usos de blocos cerâmicos na bíblia, alémde existirem diversos vestígios arqueológicos de que já foram utilizados madeiras, metais, pedras, materiais cerâmicos, entre outros, para fins de vedação de construções. A madeira, provavelmente, é o material de construção mais antigo já utilizado pelo homem, tendo precedido até mesmo a pedra. Sua facilidade de obtenção e adaptação fizeram com que fosse largamente utilizada na construção de abrigos, seja como material de vedação até para fins estruturais, como é utilizada até hoje. Sobre os materiais cerâmicos, existem referências de sua utilização no antigo testamento da Bíblia, ou seja, eles já eram utilizados desde os tempos antes de Cristo. Na história da torre de Babel, por exemplo, cita-se a utilização de blocos cerâmicos. A alvenaria acompanha o homem como principal solução para vedações verticais desde toda a sua história. Há diversas construções notórias nas quais esse tipo de material foi empregado, dentre elas estão a Muralha da China, o Coliseu de Roma, o Farol de Alexandria, e muitos outros. No Brasil, as primeiras construções, majoritariamente no litoral, usava-se predominantemente a alvenaria de pedras, especialmente pela facilidade de encontrar esse material. Já a alvenaria de blocos cerâmicos começou a ser empregada a partir de meados do século XIX, quando a primeira olaria de produção em larga escala se estabilizou em Campinas. Os blocos de concreto, por sua vez, começaram a ser utilizados na construção de casas a partir dos anos 20, e posteriormente, passaram a ser empregados em maior escala, quando máquinas de fabricação desses modelos foram importadas dos Estados Unidos. Mais recentemente, soluções com mais praticidade vêm sendo sugeridas. As paredes de placas de gesso acartonadas (drywalls), por exemplo, foi desenvolvida inicialmente no final do século XIX, sendo aperfeiçoada até se chegar ao que temos hoje. 3 – Aço 3.1 – Painéis Metálicos: Os painéis metálicos termoacústicos, também chamados de painéis compostos, compósitos ou sanduíche, são formados por duas lâminas metálicas vinculadas entre si por meio de um material poroso com propriedades isolantes de espessuras variadas. Os elementos metálicos são geralmente de aço galvanizado (natural ou pintado); aço galvalume (natural ou pintado); alumínio natural, stucco ou pintado; e aço inox. Para a composição do núcleo isolante, os materiais mais comuns são o poliestireno expandido (EPS ou isopor), o poliuretano (PUR), o poliisocianurato (PIR), a lã de rocha basáltica (LDR) e a lã de vidro (SILVA, 2015). Os painéis metálicos termoacústicos são alternativas tanto para a vedação interna quanto externa. Umas das suas grandes vantagens é que sua aplicabilidade é de grande facilidade, usando mão de obra correta, e a rapidez de instalação. As placas por serem feitas em industrias eles possuem um maior controle de qualidade e padronização diminuindo possíveis imprevistos e defeitos nas placas. Devido suas características termoacústicas, a placa torna-se um investimento a longo prazo pois ele diminui consideravelmente os custos com ar-condicionado, por isso ela é comum em obras de grandes prédios de escritórios e shopping centers (figura 01). Outra vantagem é seu ganho de área útil devido à sua pequena dimensão. Entretanto a obra será realizada em função das dimensões dos painéis e seus encaixes e além de ter um custo maior que a alvenaria clássica. Os painéis metálicos dividem-se basicamente, em dois grupos: painéis perfilados e painéis compósitos (ou sanduíche). 3.2 – Fabricação dos Painéis: Os painéis metálicos dividem-se basicamente, em dois grupos: painéis perfilados e painéis compósitos (ou sanduíche). Os Painéis Perfilados são componentes de chapa perfilada montados sobre perfis metálicos e preenchidos por uma face de acabamento interno (figura 02). Geralmente as lâminas metálicas são em alumínio ou em aço galvanizado. Os painéis metálicos perfilados são geralmente empregados em edificações mais baixas. Recomenda-se a sua utilização como elemento de vedação externa apenas acima de 1,5 m do nível da rua. O sistema não atende ao nível de resistência de impacto requerido para alturas inferiores (CIRIA, 1992; BROOKES, 1998; HARRISON; VEKEY, 1998). Uma estrutura de armação é responsável pelo suporte para os painéis. O isolamento geralmente é colocado no local ao fazer a instalação. A parte interna da vedação é acabada com outra lâmina metálica ou algum outro tipo de acabamento interno, como por exemplo, painéis de gesso acartonado. As chapas de aço usadas passam por um processo em que são cortadas e soldadas de modo de a formar arestas de acabamento, que posteriormente recebem enrijecedores pelo lado interno do painel. A espessura, essencial para evitar ondulações na superfície, em conjunto com a quantidade de enrijecedores determinam a rigidez da chapa. Já os Painéis Compósitos ou Sanduíches (figura 03) são formados por duas chapas metálicas apoiadas separadamente e vinculadas entre si através de um material leve, geralmente um isolante termoacústico. O espaçamento entre as lâminas determina o nível de isolamento termo-acústico e a rigidez do conjunto final, que atinge resistência maior que os painéis perfilados. A possibilidade de fabricação desses painéis com o material de isolamento incorporado possibilita a esses painéis uma melhor exposição a altas temperaturas (BLANC et al., 1993; BROOKES, 1998; HARRISON; VEKEY, 1998). Por causa do seu uso amplo desde de projetos simples até grandes edifícios e/ou com padrões arquitetônicos sofisticados e inovadores, ele é amplamente usado na construção civil. A espessura e o tipo do material usado nos painéis estão diretamente relacionados com a rigidez e seu desempenho termoacústico. São esses os materiais mais comuns de isolamento: • Lã mineral – fibras inorgânicas (lã de vidro, rocha, carbono ou cerâmicas). • Colmeia de papel. • Lâminas de poliestireno. • Espuma de poliuretano. 3.3 – Acabamento em Painéis Metálicos: Nos painéis metálicos são normalmente utilizadas pinturas orgânicas como Plastisol PVC e películas de PVF220. Além desses acabamentos, outras alternativas são oferecidas pelos fabricantes, tais como pintura eletrostática, anodização e esmalte vítreo (CIRIAb, 1992; BROOKES, 1998). Existem basicamente três formas de anodização sendo que todas elas utilizam o acido sulfosalicilico para criar uma camada de anódico de proteção, demandando uma espessura mínima de 25 mm: Anodização Integral: o processo produz um filme anódico denso com características superiores de exposição e resistência a intempéries. Anodização Natural (cor prata): feita em um único estágio com o uso da eletrólise ao metal, consequentemente não possui a mesma densidade de filme da integral. Também é aconselhável a constante manutenção dessa anodização. Anodização em dois estágios (cor bronze): precisa de outro estágio para a produção do filme anódico. Sua cor está diretamente ligada ao tempo que o metal é submetido à eletrolise e o tipo de liga. Um fator importante é que as placas precisam de constante manutenção e lavagem para evitar a corrosão pela deposição de sais e agentes agressivos do meio. Outra alternativa seria as películas de fluorpolímero e acabamentos acrílicos, seu desempenho e sua durabilidade vai depender do substrato utilizado e seu pré- tratamento. Esmalte Vítreo: usado basicamente em painéis de aço, no alumínio não tem aderência necessária. Existem no mercado painéis com até 1,52 m de largura. Aço Inoxidável: usado em vedações externas, sendo até mais barato que uma placa de alumínio com anodizição integral de boa qualidade. O aço inoxidável pode variar desde aço com acabamento polido até aço escovado, podendo ter superfície texturizadas. 3.4 – Aspectos de Projeto ede Construção: As fixações dos painéis possuem diversas alternativas de fixação, todos com suas vantagens e desvantagens, sempre atendendo o mais adequado para o projeto. Outro fator importante é que exista uma coordenação dimensional entre os painéis internos e externos. A tabela 01 apresenta as dimensões de painéis metálicos perfilados e compósitos. As juntas verticais podem tornar-se verdadeiros caminhos para penetração da água da chuva e devem receber tiras de selante comprimidas pelas superfícies laterais dos painéis. Os cantos são vedados com juntas de silicone e pinos podem ser soldados na parte de trás dos painéis para receber as lâminas de isolamento (a partir de BROOKES, 1998; HARRISON;VEKEY, 1998). 3.5 – Vantagens: • Redução da carga nas fundações terá grande consequência da alta resistência do aço aos esforços de tração, compressão e cisalhamento é o enorme alivio de cargas para as fundações. As estruturas em aço são cerca de 6 vezes menos pesadas que as estruturas em concreto. • Dimensionamento das peças serão menores, devido a elevada resistência das pecas de aço e seus pesos também serão menores. • Maior limpeza de obra devido à ausência de entulhos, como escoramento e fôrmas. • Montagem fácil, pois, sua fabricação é de regime industrial assim as pecas já saem para as obras com tamanhos definidos, com as extremidades definidas para soldagem ou aparafusamento durante a montagem, sempre sendo rápida e eficiente quando montada por uma equipe qualificada de montagem e equipamentos adequados. • Facilidade de desmontagem e reaproveitamento, pois ela pode ser desmontada e transferida para outro local sem maiores complicações, e a estrutura de aço tem a seu credito o valor residual que não é perdido com a execução de obra. • Facilidade de reforço, quando necessário o aumento de carga, basta a colocação de uma chapa, viga ou coluna. • Resistência à corrosão, quando o aço é tratado de forma correta e utilizado dentro das normas ele apresenta excelente resistência a corrosão. A utilização de pinturas e técnicas de galvanização também ajudam o aço a ter resistência, e existem aços de alta resistência a corrosão atmosférica, que pode durar ate 4 vezes mais que o aço comum. • Devido aos grandes limites de resistência do aço, são mais indicados para vencer grandes vãos, com menores dimensões das pecas e menores pesos. • Precisão das dimensões dos componentes estruturais devido a fabricação que obedece a rigorosas especificações dimensionais e normas, pode-se encomendar todos os acessórios antecipadamente, sejam portas, janelas, basculantes e outros. Menores são também os gastos com alvenarias e argamassas; no caso de prédios, após a montagem da estrutura, ela está totalmente nivelada e aprumada, o que serve de guia para as demais etapas. • Transporte e manuseio fácil, devido seu alto limite de resistência as pecas são menores em tamanho e peso, facilitando o transporte e manipulação. • Facilidade de ampliação pois é bastante frequente a necessidade de ampliação de estruturas industriais, ocasião em que a expansão deve ser executada sem interferir nas outras atividades: isto só é possível devido à precisão e menores dimensões das peças e à fabricação fora do local da obra. • Tempo de Execução reduzida pois sua estrutura é projetada e tem fabricação industrial e normatizada, consequentemente terá um menor tempo de fabricação e montagem. • Maior padronização e qualidade pois é fabricada e montada em fabricas, seguindo varias normas, por profissionais qualificados e além do aço ser um material homogêneo, com limites de escoamento e ruptura bem definidos. 3.6 – Desvantagens: • Fornecimento Limitado de perfis para o uso estrutural e disponibilidade no mercado. Tratamento Superficial essencial para que os elementos possuam proteção contra a corrosão atmosférica. • Fabricação e Transporte limitados pela capacidade de de execução pela fabrica e seu transporte até o local da obra. • Necessidade de Mão de Obra qualificada, e manuseio de equipamentos especializados desde as etapas de produção até a montagem. 4 – Gesso O gesso é um aglomerado obtido pela britagem e desidratação da gipsita, que é constituída predominantemente de sulfato de cálcio – CaSO4.. Após a desidratação, o gesso é triturado, peneirado e embalado. Assim como o cimento, o gesso tem propriedades aglomerantes, isto é, depois de misturado com água, endurece depois de certo tempo, adquirindo características ligantes e resistência. 4.1 - Classificação: Basicamente, os gessos podem ser divididos em duas categorias: Gesso alfa, produzido através da desidratação em pressão elevada e Gesso beta, através da desidratação em pressão atmosférica. O gesso-alfa é essencialmente usado na área de odontologia e ortopedia, por ser mais homogêneo e ter melhor grau de cristalização. Já o gesso-beta é utilizado na construção Civil. O gesso-beta se divide entre Tipo A e tipo B, o primeiro sendo gesso de fundição e o segundo de revestimento. Eles são classificados de acordo com o tempo necessário para que o gesso misturado com água complete seu endurecimento, chamado de tempo de pega. O processo de produção consiste em etapas de britagem, calcinação, moagem em diferentes tipos de fornos à pressão atmosférica em altas temperaturas. 4.2 - Utilização: O gesso é empregado em diversas modalidades da construção Civil, como acabamento, revestimentos e vedação, devido às suas características e propriedades. Duas particularidades devem ser consideradas quando da utilização desse material: o gesso não pode ser utilizado em exteriores, por ser solúvel em água e só pode ser armado com armaduras galvanizadas, uma vez que provoca corrosão no aço. 4.2.1 - Gesso Acartonado (Drywall) O gesso acartonado é um material que compõe o que é chamado de construção a seca, um sistema de vedações onde são utilizados painéis de gesso fixos em estruturas de metal. É um material obtido basicamente pela prensagem do gesso e papel reciclado, sendo produzidas industrialmente placas que vêm sendo utilizadas como paredes, forros e revestimento, proporcionando à engenharia civil uma nova possibilidade construtiva. Após a alocação das placas nas estruturas são realizados acabamentos. Os de juntas são feitos com fitas e tem a finalidade de preencher o encontro de placas e os cantos. Já os acabamentos de reforços são feitos com placas de madeira que são dispostas para firmar as placas de gesso a fim de sustentar quadros e eletrodomésticos. Também é possível de se utilizar os vãos entre as placas de gesso como passagem para a fiação elétrica (Figura 04). 4.2.1.1 - Vantagens da utilização do Gesso Acartonado: • Ganho de área: Comparado a alvenaria, a vedação com Gesso Acartonado tem um ganho de área de alguns centímetros, aumentando-se assim o espaço útil da edificação. • Menor peso: A massa do gesso é menor que a da alvenaria, diminuindo então a massa geral de toda a estrutura e consequentemente, podendo aliviar as fundações. • Facilidade de execução de instalações embutidas: Uma vez que é possível ser realizada sem danos, de forma racionalizada e produtiva. • Desempenho acústico: É possível revestir o interior vazado da parede de Gesso Acartonado com material que melhore o isolamento acústico. • Superfície lisa e precisa: Para a alvenaria atingir o nível da superfície lisa e precisa do gesso, é necessária mão de obra e diversas camadas de materiais adequados. • Facilidade de manutenção das instalações: Quando necessária manutenção nas instalações interiores é mais fácil a remoção e recolocação dos painéis de gesso (Figura 05). • Vantagem econômica: É possível dizer que ao analisar uma obra, o uso de gesso é economicamente mais viável, tanto pelo preço queestá mais acessível, quanto a manutenção. 4.2.1.2 - Desvantagens da Utilização da Gesso Acartonado: • Deformabilidade das estruturas de concreto: As divisórias do gesso acartonado absorvem as deformações da estrutura suporte, sem rupturas visíveis. • Dependência de profissionais habilitados em todos os níveis: A carência de profissionais habilitados para a construção do sistema no Brasil ainda é uma desvantagem. Por fim, a cultura dos usuários em relação às vedações internas é um grande fator de desvantagem para o sistema de construção a seco, já que a alvenaria é o sistema que vem sendo implantado no Brasil desde a época da colonização, a mudança para um sistema mais leve, pode deixar o usuário inseguro quanto suas qualidades e eficiências. 4.2.2 Blocos de Gesso Os blocos de gesso são componentes pré-moldados de construção produzidos a partir de sulfato de cálcio e água, aos quais podem ser adicionados fibras, agregados e outros aditivos. Podem ser maciços ou perfurados internamente (vazados) – neste caso o volume de vazios não deve ser superior a 40% do volume total do bloco, e a espessura das paredes entre os furos deve ser maior que 10 mm (Figura 06). O bloco de gesso perfurado é utilizado quando se deseja diminuir o peso das paredes, reduzindo-se a sobrecarga das estruturas, melhorando também o isolamento térmico e acústico das paredes. Os blocos maciços, por sua vez, possibilitam construção de paredes de maior altura. 4.2.2.1 - Vantagens na utilização do Bloco de Gesso: • Dimensões grandes, que abaixa o tempo de construção e eleva a produtividade • Precisão milimétrica por conta do encaixe macho e fêmea. Confere alinhamento e planicidade. • A união se dá por fina camada de gesso cola, sem preocupação com espessura de junta. • Instalações elétricas podem seguir os vazios dos blocos • Comportamento termo acústico é superior ao da alvenaria tradicional Em contrapartida, deve-se evitar o uso em contato direto com componentes ferrosos e o ocasional esfarelamento do gesso nas quinas, utilizando perfis metálicos em L nas mesmas. Além disso o gesso não funciona com pregos, devendo-se utilizar parafusos ou buchas em substituição. As construções com vedação em blocos de gesso já acontecem em número expressivo. A competitividade desse sistema em relação à alvenaria tradicional impulsiona o crescimento do setor, que surge como uma alternativa ao modelo mais usual de vedação presente no Brasil. 5 – Blocos Cerâmicos Como estrutura de vedação, os blocos cerâmicos podem ser encontrados em diversas formas como: tijolos maciços, tijolos vazados e blocos cerâmicos. Este material tem como matéria prima a argila, que por sua abundancia, fácil manuseio e extração, torna-se um material de baixo custo. É o componente principal da cerâmica, logo é de grande importância o conhecimento de sua natureza, pois confere diversas propriedades mecânicas e físicas a estes materiais. 5.1 – Vantagens: • Matéria prima abundante • Baixo custo em relação a outros materiais • Durabilidade • Leveza 5.2 – Desvantagens: • Desperdício no processo de transporte • Menos aderência à argamassa, exigindo maior revestimento em relação a blocos de concreto • Menor regularidade geométrica em relação a outros materiais 5.3 – Processo de fabricação Fabricados nas olarias, os produtos cerâmicos têm um processo de produção que pode ser compreendido em varias fases desde a exploração das jazidas, tratamento prévio da matéria prima, moldagem, secagem e queima do material. Diferenças na qualidade da argila utilizada resultam em diferentes qualidades de produtos, dessa forma, primeiramente é feito um estudo quanto à composição, pureza e características físicas do material que será explorado, sendo um processo importante, pois dirá quais produtos poderão ser obtidos com a matéria prima, quais correções devem ser feitas e qual equipamento deve ser utilizado. Após a extração, a argila é armazenada em camadas em uma área à céu aberto por um período de descanso para sua maturação. Depois, é triturada e amassada e posteriormente passa por um processo de moldagem e corte de acordo com o tipo de material a ser fabricado. Então, é necessário que seja feita a secagem, uma vez que na etapa anterior a mesma, o material possui de 7% a 30% de umidade (PETRUCCI, 1980), permanecendo apenas uma umidade de equilíbrio após esse processo. Depois da secagem, prepara-se o material para a queima, passando por um processo de cozimento, fomentando transformações estruturais na argila. É um processo que ocorre no forno a uma temperatura da ordem de 900- 1000º, durando cerca de três ou quatro dias (BAUER, 2008). 6 – Concreto Celular É um material de construção inventado em 1927, usado com freqüência na Europa, aonde aproximadamente 500.000 casas são construídas anualmente, no Brasil o crescimento do uso é lento por razões culturais. O concreto celular é formado por bolhas de ar em matriz sólida, cimentícia (Varisco, 2014). É recomendado especialmente para construções unifamiliares e multifamiliares (figura 11), sendo pré-moldado, sua estrutura é alveolar composta de milhões de micro células de ar (figura 12), pode fornecer, durabilidade, conforto termo-acústico, resistência ao fogo, durabilidade e boa trabalhabilidade (FERNANDES,2010). O Concreto Celular Autoclavado (CCA) pode vir na forma de blocos para revestimento (figura 13), painéis de parede, e vergas, sendo usado interna e externamente. 6.1 – Vantagens: • Sua instalação é rápida e fácil, podendo ser desbastado, polido e cortados no local na forma que for necessária usando ferramentas para madeira comuns. Pode ser usado com argamassa de cimento normal geralmente aplicado com uma fina camada de 3mm. Apesar disso, também existe uma argamassa específica para o assentamento e revestimento de blocos e painéis CCA, vindo em sacos de 20kg ou 40kg, consiste em cimento Portland, agregados minerais, filer carbonático e aditivos químicos. • O peso que pode chegar a apenas 20% do peso do concreto armado convencional, permite reduzir o custo de transporte horizontal, vertical e promove um alívio de cargas gerando economia de aço e concreto na estrutura e fundação da edificação. Suas maiores dimensões geram um aumento da produtividade na obra, com paredes sendo construídas mais rapidamente usando menos mão de obra, menor custo de argamassa para assentamento e a sua regularidade dimensional possibilita a execução de revestimento de baixa espessura. • Os componentes de CCA também produzem uma melhor eficiência térmica (VARISCO, 2014) reduzindo o consumo de energia para refrigeração ou calefação em edifícios, mantendo a temperatura interna da construção estável, é uma barreira contra o calor do verão e evita a dissipação da calefação no inverno pois sua estrutura molecular aliada ao pó de alumínio que tem a propriedade física de refletir mais de 95% do calor proporcionam um isolamento térmico muito superior ao blocos de concreto ou outros tijolos convencionais. As paredes feitas de blocos de CCA apresentam bom isolamento acústico contra ruídos internos externos (MARUYAMA; CAMARINI, 2015), isso se deve a sua estrutura interna porosa que reduz da energia de ondas sonoras diminuindo a reverberação e aumentando o conforto. • Outro benefício da estrutura porosa é uma melhor resistência ao fogo, suportando-o plenamente desenvolvido na peça, também em consequência de sua baixa taxa de matéria orgânica. Além de resistir, detém a fumaça e gases tóxicos. Em caso de incêndio, uma parede de blocos de CCA pode suportar o fogo por até 6h. • Sua utilização na obra produz um baixo impacto ambiental, desde a sua produção até o seu assentamento. Os blocos de CCA são fáceis de serrar, furar e desbastar permitindo um cortepreciso minimizando a geração de resíduos e em alguns países que utilizam usinas térmicas como a Inglaterra, Índia e a China, as cinzas gerada no processo de produção da energia, constituídas entre 50% e 65% por sílica, são usadas como um agregado. O fato de serem facilmente furados e desbastados também ajuda na execução de instalações elétricas e hidráulicas (figura 14). 6.2 – Desvantagens: Há uma desvantagem mercadológica porque existem poucas fábricas no Brasil e falta de mão de obra de assentamento do produto, isso o torna mais caro, junto ao frete e também difícil de ser encontrado. Além disso, ele possui menor resistência à tração e ao cisalhamento quando comparado ao bloco de concreto comum, também, devido ao maior tamanho do bloco, o número de juntas de assentamento é ruduzido, assim como sua capacidade de acomodar deformações). 6.3 – Produção Os Blocos Precon® são compostos por: • Cimento • Cal • Agente expansor (alumínio em pó) • materiais ricos em sílica • O processo começa com a mistura de água, cimento, cal, areia, outros materiais silicosos e alumínio em pó (conforme a densidade desejada), seguido pelo despejo em moldes ou formas. Aí é quando as reações químicas acontecem, O pó de alumínio reage com o hidróxido de cálcio e a água formando hidrogênio. A espuma de gás hidrogênio dobra o volume da mistura e no final do processo saem e são substituídas pelo ar. Ainda assim, apesar de sólido, o material continua macio, portanto é retirando das formas, cortados no tamanho desejado e postos para autoclavagem durante 12h. Este processo endurece o CCA através de vapor sobre pressão de 10 atmosferas e temperatura de 180ºC (no processo da marca SIPOREX®) fazendo a sílica reagir com hidróxido de cálcio para formar cálcio sílica hidratado. Ao final da autoclavagem, o material tem uma alta resistência (pelo o menos 2,5 MPa) e está pronto para uso imediato. Caraterísticas técnicas do bloco de concreto celular autoclavado se encontram na tabela 02. 7 – Blocos de Concreto Segundo JÚNIOR (2012), bloco de concreto (figura 15) trata-se de um componente industrializado, sendo produzido em equipamentos que realizam a vibração e prensagem do concreto utilizado em sua fabricação. A utilização de blocos de concreto na alvenaria teve início logo após o surgimento do cimento Portland (1824), de acordo com FILHO (2007). Conforme a NBR 7173 – Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem função estrutural, os blocos de concreto utilizados devem ser elementos vazados, a fim de diminuir seu peso excessivo, com seção transversal média útil inferior a 75% de sua seção transversal bruta. Com base em sua aplicação, existem dois tipos de blocos de concreto: os utilizados em alvenaria sem função estrutural, ditos “blocos de vedação” e os “blocos estruturais”, que possuem função estrutural. De acordo com a NBR 7173 e a NBR 6136 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural, as principais diferenças entre os blocos com funções não estruturais e estruturais são a respeito de suas respectivas resistências à compressão e absorção de água, conforme explicitado na tabela 03. 7.1 – Processo de Fabricação A NBR 7173 define que o concreto utilizado na produção de blocos de concreto deve ser constituído de cimento Portland, agregados miúdo e graúdo, e água, sendo permitido o uso de aditivos desde que os mesmos não acarretem em efeitos prejudiciais, mediante comprovações via ensaios. O primeiro passo na fabricação dos blocos de concreto refere-se à correta amostragem e controle das propriedades dos materiais recebidos, garantindo confiabilidade e conformidade com as normas vigentes. Em seguida, ocorre a mistura dos materiais e preparação do concreto, que chegam através de esteiras ao misturador (figura 16). Cada tipo de bloco possuí traços diferentes, ou seja, diferentes proporções de materiais em suas misturas, o que acarretará em suas diferentes propriedades finais. Depois de preparado, o concreto é levado a vibro- prensa (figura 17), o elemento central de uma fábrica de blocos, onde os blocos tomam forma por meio de moldes e pentes. Nestas máquinas o concreto fresco é levado a seu devido molde, onde é vibrado e prensado na direção vertical. Ao fim deste processo a produção é submetida a um controle de suas propriedades projetadas e desejadas e unidades que apresentam eventuais defeitos são descartadas. Por fim ocorre o processo de cura. Neste processo, os blocos são alocados em uma câmara a vapor, com temperaturas da ordem de 80ºC e umidade de 100%, onde permanecem por cerca de 12 horas, atingindo por fim sua resistência ideal. Uma fabricação logo seguida pela cura em ambiente saturado evita a perda de água do bloco durante suas primeiras fases de endurecimento. Ao final do processo, os blocos , segundo ABNT 7173, devem possuir dimensões conforme apresentadas na tabela 04, com precisão de 0,5mm, apresentar arestas vivas, sem trincas, fraturas ou demais defeitos que possam prejudicar o seu assentamento ou afetar a durabilidade e resistência da construção. 7.2 – Vantagens: Dentre as inúmeras vantagens e desvantagens apresentadas pela utilização de alvenaria com blocos de concreto como elementos de vedação, destacam-se as seguintes como mais importantes (ABIBC, 2007; VFAZITTO, 2007): • Precisão dimensional elevada, por serem moldados em formas, oque facilita muito na execução da alvenaria; • Os blocos possuem dimensões e formatos padronizados, possuindo faces planas que proporcionam elevada economia de material através da diminuição substancial da espessura do revestimento aplicado, se comparado a blocos cerâmicos; • Possuem grandes dimensões que possibilitam a passagem de tubulações elétricas e, em alguns casos, sanitárias, além da menor necessidade de blocos por m² (geralmente 12,5), gerando economia de tempo e dinheiro; • Por serem constituídos basicamente de cimento, agregados e água, há uma grande disponibilidade mercadológica pelo país; • Maior confiabilidade e garantia, apresentando reduzida quantidade de fraturas, fissuras e afins se comparado a blocos cerâmicos. 7.3 – Desvantagens: • Elevado peso específico, oque contribui significativamente no aumento do peso da estrutura; • Por serem mais pesados que os blocos cerâmicos, apresentam dificuldade de manuseio; • Maior absorção de água; • Apresentam menor conforto térmico; • Necessidade de mão-de-obra especializada. 8 – Vidro O vidro tem como componentes principais a sílica, calcário, barrilha, alumina. É um material que vem sendo bem usado na construção civil. Como elemento de vedação pode ser observado principalmente nas fachadas de edifícios comerciais (figura 18) onde pode ser de diferentes tipos de vidro. A utilização correta deve ser seguida pela norma NBR 7199 – Vidro na Construção Civil – Projeto, Execução e Aplicações. 8.1 – Classificação Os tipos de vidros mais utilizados na construção civil, seguindo a norma, são os laminados, aramados, temperados e o vidro insulado. • Vidro laminado: é constituído por duas ou mais chapas de vidro intercalado com polivinil butiral(PVB). A película de PVB ajuda na redução dos ruídos, diminui os raios ultravioletas e em caso de quebra do vidro os cacos ficam presos no PVB o que diminui o risco de acidentes. • Vidro aramado: é um vidro que é composto por uma malha de arame. Esse tipo de vidro é translúcido, o que proporciona maior privacidade. Reduz o risco de acidentes pois não estilhaça na quebra. • Vidro temperado: o vidro temperado é aquele submetido ao processo da têmpera, onde o material é aquecido até acima da zona crítica e em seguida sofre um resfriamento rápido. Esse vidro é mais resistente que o vidro comum, suporta diferença de temperaturas maiores e, emcaso de quebra, fragmenta-se em pedaços pouco cortantes. • Vidro insulado: é um sistema duplo de envidraçamento com uma camada interna de ar desidratado. Esse tipo de vidro tem bom isolamento térmico e acústico. 8.2 – Aplicação O vidro vem sendo um material muito utilizado na parte de vedação de fachada por ter influencia na parte estética, no conforto térmico, na economia de energia e na segurança de diversas construções. Nessa situação, existem alguns diferentes sistemas produtivos, dentre eles o sistema Stick e o sistema unitizado. No sistema Stick a instalação é feita pelo lado externo do edifício, peça por peça com o auxílio de andaime fachadeiros ou máquinas de elevação. Primeiramente são colocados os elementos verticais, depois os horizontais e por fim as folhas de vidro (figura 19). O sistema unitizado é um sistema mais recente e composto por módulos já montados em fábrica que correspondem a altura do pé direito do pavimento. Esses módulos são instalados pelo lado interno do edifício. Segundo POTIGUARA(2017), segurança e facilidade da montagem proporciona um fechamento rápido da fachada do edifício.(figura 20). 8.3 – Vantagens: • Uma material esteticamente melhor • Aumento da iluminação natural • Material sustentável • Em fachadas aumenta a interação do exterior com o interior • Quando não escolhido corretamente pode haver aquecimento do ambiente e a redução do gasto de energia (devido a iluminação natural) pode não acontecer com o aumento do uso de ar condicionado • Diminui a privacidade de certos ambientes • Maior cuidado de manipulação na construção 9 – Visita à Obra A obra que recebeu a visita do grupo foi a construção do Hospital Badim II, vinculado à rede D'Or de hospitais, que fica situado no bairro da Tijuca, na cidade do Rio de Janeiro. A visita ocorreu no dia 18 de abril de 2017, e foi guiada pelo arquiteto Thiago Dutra, responsável pela parte de acabamento grosso de toda obra. O projeto se trata de um novo prédio de cinco pavimentos mais dois subsolos, e será anexado ao Hospital Badim, que se situa no terreno ao lado e já funciona há 15 anos. Sua estrutura é feita de concreto armado, e na fundação foi implantado estaqueamento de reforço. Para fins de vedação vertical, foram escolhidas diversas soluções, de acordo com a situação solicitada, desde blocos cerâmicos e blocos de concreto até paredes de gesso acartonado (drywall) e paredes diafragma. Nos casos mais simples, onde não havia demanda de vedação especial, foram utilizados blocos cerâmicos, em modelos com medidas diferentes. Esse tipo de bloco foi empregado em divisórias de quartos, nas paredes do perímetro do hospital, nos prismas de ventilação (figuras 21 e 22), nas casas de máquinas (figura 23), entre outras finalidades. O bloco de concreto foi empregado também em bastante quantidade. As áreas onde havia interseção de terrenos, perímetro de elevador e área de refúgio (figura 24), receberam vedação desse tipo, essas últimas em especial devido à norma brasileira que exige o uso desse tipo de bloco por sua maior resistência ao calor em riscos de incêndio. Além dessas, todas as paredes da área onde será o setor de imagem do hospital receberam blocos de concreto com preenchimento de areia, além de receberem posteriormente placas de chumbo, uma vez que deve-se tomar cuidados especiais devido à radiação emitida pelos aparelhos de exames. Em relação aos subsolos, uma medida diferente teve de ser tomada. Visto que a área onde a obra se localiza fica em cima de um lençol freático abundante, acumulou-se muita água nos andares subterrâneos. Como no projeto foi pedido estancamento total, fez-se necessário uma vedação com paredes diafragma (figura 25). Esse tipo de vedação consiste em placas de concreto armado de malhas de ferro, que são executadas na própria obra (figura 26), e é utilizado frequentemente para ajudar na contenção de solos. As paredes de gesso acartonado foram escolhidas para as divisórias dos quartos de internação, devido a praticidade e agilidade. Apesar de estarem previstas no projeto, estas ainda não foram implantadas na obra. Após o término de todo o acabamento grosso do edifício, outro material de vedação que será utilizado é o vidro. Na fachada principal, serão instaladas peles de vidro, que darão aos usuários vista ampla do lado de fora, além da beleza estética que essa solução proporciona. 10 – Ensaios (blocos cerâmicos) No ensaio para materiais cerâmicos, podemos exemplificar o ensaio com blocos cerâmicos. Neste ensaio, são utilizados os seguintes equipamentos: trena com aproximação de 2mm e esquadro metálico de 90º +- 0,5º. Os tijolos devem ser dispostos em uma fileira de 24 peças ou duas fileiras de 12 peças sobre uma superfície plana, de acordo com a figura 07. Uma vez enfileirados, os tijolos são analisados de acordo com os seguintes critérios e processos: • Determinação das dimensões: Com a trena são medidos o comprimento, largura e altura dos blocos, conforme a figura 07 e a figura 08. Sendo medidas as duas faces, faz-se uma média que será utilizada como parâmetro para comparação em relação à norma. • Regularidade de forma e igualdade de dimensões: Não podendo haver a presença de defeitos sistemáticos, de forma a garantir a uniformidade do assentamento. • Homogeneidade da massa: observa-se se o material não possui fendas, trincas ou cavidades. • Cor do material: observa-se se há uniformidade de cores, indicando se o material teve o processo correto de cozimento. • Tolerância de fabricação: são observados os desvios em relação ao esquadro, de acordo com a figura 09 e planeza das faces, como mostra a figura 10, analisando a flecha na diagonal. Estes desvios não podem ultrapassar 3mm para mais ou para menos, uma vez que quanto maior for essa diferença, mais argamassa, que é um material caro, será utilizada para preencher esses espaços, aumentando os custos. • Resistência a compressão: o corpo de prova é colocado em uma prensa de compressão e é analisado seu comportamento quando submetido à estes esforços. De acordo com a NBR 6460 e NBR 7170, os tijolos A, B e C devem resistir a, respectivamente, 1.5, 2.5 e 4.0 MPa. Os blocos destinados à vedação, quando saturados, devem resistir à um esforço de 2,5 MPa. 11 – Conclusão Abordamos neste trabalho uma gama variada de materiais comumente usados para vedação na construção civil. Cada material possui uma finalidade específica na construção civil, e seus processos de fabricação, ensaios de resistência e características físicas moldam a funcionalidade de suas aplicações. Alguns materiais são encontrados com mais frequência do que outros em cada país, uma vez que são fatores determinantes sua abundância na região, custo de fabricação e transporte, necessidade de mão de obra especializada, clima regional, fatores culturais, entre outros. Na visita técnica à construção do Hospital Badim II, pudemos observar na prática a aplicação de praticamente todos os materiais aqui abordados, e seus pormenores descritos pelo arquiteto Thiago Dutra. Pudemos também observar a relação entre a funcionalidade de cada material e os objetivos que a nova construção deve atender. Ainda que boa parte dos materiais usados na construção civil tenham sido mencionados, a indústria de construção não para de se desenvolver e novas técnicas de construção e novos materiais são descobertos regularmente. As exigências que determinados projetos impõem, também contribuem para o desenvolvimento dos materiais já existentes e de novos produtos baseados neles. Assim, conclui-se a extensão da aplicabilidade e versatilidade de materiais de vedação na construção civil. 12 – Agradecimentos Agradecemosao professor Jorge Santos e Wilson Wanderley, professores das disciplinas Materiais de Construção I e Laboratório de Materiais de Construção I, respectivamente, pelas aulas e discussões teóricas que nos forneceram base para os estudos e confecção deste trabalho. Ao Engenheiro David Alexandre da Silva e ao arquiteto Thiago Dutra, pela atenção nos dada antes e durante a visita técnica feita, nos fornecendo suporte teórico e embasamento prático para nosso trabalho, ajudando-nos a compreender melhor a pratica de utilização dos materiais e a rotina de uma obra. Aos nossos familiares, que sempre nos apoiaram e incentivaram, dando-nos forças para seguir em frente. 13 – Referências Bibliográficas 1-http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/fck.html - acessado em 30 de abril de 2017 2-HIRT, Emilly; MARANGONI, Kerolyn Postigo. “Estudos sobre a utilização de alvenaria estrutural em obras da região metropolitana de Curitiba”, Tese de Conclusão de Curso, Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2013. 3-ALVENARIA DE VEDAÇÃO COM BLOCOS DE CONCRETO. Recife: Comunidade da Construção de Recife-PE, 2008. 4-http://www.abcp.org.br/cms/basico-sobre-cimento/historia/uma-breve-historia-do- cimento-portland/ - acessado em 30 de abril de 2017. 5-NBR 7173 – Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem função estrutural. Rio de Janeiro, 1982. 6-NBR 6136 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural. 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Rio de Janeiro, 2016. 38-FERNANDES, Fábio (2010) “Especificações para a Reabilitação Sustentável de Edifícios”, Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Aveiro, Aveiro, Portugal. 39-VARISCO, Marcelo (2014) “Análise do Desempenho de Blocos de Concreto Celular Autoclavado em um Sistema de Vedação Externa”, Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento de Tecnologia, LACTEC, Curitiba. 40-MARUYAMA, Renato; CAMARINI, Gladis (2015) “Properties of Cellular Concrete for Filters” IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol. 7, No. 3, June 2015, São Paulo 41-Associação Brasileira de Normas Técnicas. - ABNT. NBR 13438: Bloco de Concreto Celular Autoclavado – Especificação. Rio de Janeiro, 1995. 42-Associação Brasileira de Normas Técnicas. - ABNT. NBR 13439: Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Resistência à compressão. Rio de Janeiro, 1995. 43-Associação Brasileira de Normas Técnicas. - ABNT. 13440: Bloco de Concreto Celular Autoclavado -Verificação da densidade de massa aparente seca. Rio de Janeiro, 1995. 44-Associação Brasileira de Normas Técnicas. - ABNT. 14956-1: Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Execução de alvenaria sem função estrutural - Parte 1: Procedimento com argamassa colante industrializada. Rio de Janeiro, 2003. 45-Associação Brasileira de Normas Técnicas. - ABNT. 14956-2: Bloco de Concreto Celular Autoclavado - Execução de alvenaria sem função estrutural - Parte 2: Procedimento com argamassa convencional. Rio de Janeiro, 2003. ANEXO A Figuras: Figura 01 - Fachadas revestidas Figura 02 - Exemplo de painel per lado. com placas de cobre. Hotel Unique Flat, São Paulo, SP, 2002. Arquiteto Ruy Ohtake. Figura 03 - Exemplo de painel compósito. Figura 04 - Exemplo do vão entre as placas como passagem de ação. Figura 05 - Fácil remoção e colocaçãoFigura 06 - Bloco de Gesso. de painéis de gesso. Figura 07 - Disposição do material Figura 09 – Desvio em relação ao em fileiras de 24 blocos. esquadro. Figura 08 - Determinação das dimensões. Figura 10 - Planeza das faces. Figura 11 - Construção de um prédio . utilizando blocos de concreto celular . para vedação. Figura 12 - Detalhe dos poros do concreto Figura 13 - Exemplo de blocos de celular Autoclavado. concreto celular autoclavado à venda nas . lojas. Figura 14 - Execução de instalações Figura 15 - Bloco de concreto. Hidráulicas em alvenaria de concreto celular. Figura 16 - Chegada dos materiais ao misturador. Figura 17 - Vibro-prensa. Figura 18 - Edifício com Fachada de Vidro. Figura 19 - Fachada cortina - Sistema Figura 20 - Fachada Cortina - Sistema Stick. unitizado. Figura 21 - Prisma de ventilação visto Figura 22 - Prisma de ventilação visto do de dentro do prédio. terraço. Figura 23 - Casas de máquinas. Figura 24 - Casa de elevador e refúgio . em blocos de concreto. Figura 25 - Parede diafragma no subsolo. Figura 26 - Processo de execução da . parede diafragma. ANEXO B Tabelas: Tabela 01 - Dimensões de painéis metálicos (a partir de CIRIAb, 1992; BLANC et al., 1993; BROOKES, 1998; HARRISON;VEKEY, 1998). Tabela 02 - Bloco de Concreto Celular Autoclavado (CCA) Construpor. Tabela 03 - Resistência à compressão e absorção dos blocos de concreto de acordo com sua função, segundo NBR 6136 e NBR 7173. Tabela 04 - Dimensões reais dos blocos de concreto sem função estrutural, segundo NBR 7173.