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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LUAN CASSÃO MANNES ANÁLISE DO USO DO BAMBU COMO ELEMENTO ESTRUTURAL EM VIGAS DE CONCRETO PARA CASAS POPULARES CURITIBA 2016 LUAN CASSÃO MANNES ANÁLISE DO USO DO BAMBU COMO ELEMENTO ESTRUTURAL EM VIGAS DE CONCRETO PARA CASAS POPULARES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, como requisito parcial à obtenção do título em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. Roberto Borges França CURITIBA 2016 Página reservada para ficha catalográfica que deve ser confeccionada após apresentação e alterações sugeridas pela banca exam inadora. Deve ser impressa no verso da folha de rosto. A Biblioteca da PUCPR oferece o serviço gratuitamen te. Para solicitar, necessário enviar o trabalho para o email biblioteca.processamento@pucpr.br Em até 48h a ficha será encaminhada para o email do solicitante. LUAN CASSÃO MANNES ANÁLISE DO USO DO BAMBU COMO ELEMENTO ESTRUTURAL EM VIGAS DE CONCRETO PARA CASAS POPULARES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, como requisito parcial à obtenção do título em Engenharia Civil. COMISSÃO EXAMINADORA _____________________________________ Prof. Dr. Roberto Borges França PUCPR _____________________________________ Prof. Msc. Carlos Gustavo Nastari Marcondes PUCPR Cidade, ____ de ________ de 2016. Aos meus pais que me proporcionaram a oportunidade de estar completando mais esta etapa na minha vida. Também dedico a minha namorada, família e amigos que tanto me apoiaram para o desenvolvimento deste trabalho. AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Roberto Borges França, meu orientador, pela sua paciência, atenção e conhecimento dedicado. Aos outros professores do curso, que de alguma forma auxiliaram na realização deste trabalho, contribuindo com suas experiências e sanando dúvidas que existiram. Aos técnicos do Laboratório de Materiais e Estruturas (LAME) da UFPR e da DAHER Tecnologia em Engenharia pelo acompanhamento e disponibilização do espaço e equipamentos para a realização da parte experimental deste trabalho. Ao José e Isaac pela disponibilização das varas de bambu e também de algumas importantes informações sobre a planta. E por fim, a todos que de alguma maneira me ajudaram na realização deste trabalho. “Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível” (CHAPLIN, Charles) RESUMO Este trabalho foi constituído a partir de uma análise experimental na qual foi estudado o comportamento estrutural de uma viga de concreto, onde foi usado o bambu como elemento resistente a tração na flexão ao invés do aço. As vigas ensaiadas possuíam 120 cm de comprimento, 12 cm de largura e 30 cm de altura. O método utilizado para o ensaio foi o de flexão de três pontos, com o carregamento de uma força concentrada, aplicada verticalmente ao meio do vão. Para isso, foram realizadas 3 vigas de concreto, duas armadas com bambu da espécie Phyllostachs pubescens com área de 5,06 cm², e uma armada com aço CA-50 com área de 2,01 cm². Onde foram comparadas as resistências e observou-se uma diferença entre as vigas reforçadas com o bambu e a viga armada com aço. Palavras-chave : Bambu. Viga. Concreto. Flexão. Elemento estrutural. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Regiões no mundo onde se encontram a maior quantidade de bambu .. 20 Figura 2 - Ensaio a tração realizado em composto produzido com fibras do bambu em Singapura ........................................................................................................... 29 Figura 3 – Saguão do terminal 4 do aeroporto Barajas, com o interior revestido com bambu ...................................................................................................................... 33 Figura 4 - Variação dimensional do bambu causada pela absorção da água do concreto .................................................................................................................... 36 Figura 5 – Corte das amostras de bambu ................................................................ 44 Figura 6 – Planta baixa de uma casa popular em Garuva (SC) ............................... 45 Figura 7 – Estado limíte último de uma viga na linha de domínio 2-3 ...................... 48 Figura 8 - Processo de corte do bambu ................................................................... 59 Figura 9 - Processo de montagem das armaduras e das formas ............................. 60 Figura 10 - Determinação de slump ......................................................................... 61 Figura 11 - Peças concretadas ................................................................................. 62 Figura 12 – Máquina de ensaio à flexão do tipo eletro-hidráulica, modelo ZD-100PU .................................................................................................................................. 63 Figura 13 - Prensa Hidráulica de acionamento elétrico e Módulo Eletrônico de leitura, modelo PC100C ....................................................................................................... 64 Figura 14 – Corpos de provas moldados ................................................................. 65 Figura 15 – Ensaio de compressão sendo executado na amostra CPB1 . ............... 66 Figura 16 – Ensaio de flexão sendo executado na amostra VB1 ............................. 67 Figura 17 – Comportamento resistente de uma viga bi apoiada .............................. 69 Figura 18 – Ruptura paralela a seção na amostra VB2 ............................................ 69 Figura 19 – Ruptura da viga de aço após carga última aplicada .............................. 70 Figura 20 – Aderência do bambu no concreto .......................................................... 71 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 – Resistência geral das ripas laminadas de bambu D. giganteus ............. 27 Gráfico 2 - Comparação das forças máximas de tração de diferentes materiais ..... 28 Gráfico 3 – Curva granulométrica do agregado graúdo ........................................... 39 Gráfico 4 – Curva granulométrica do agregado miúdo ............................................. 41 Gráfico 5 – Determinação da relação a/c em função das resistências do concreto aos 28 dias ...................................................................................................................... 54 Gráfico 6 – Relação da carga x deformação transversal (flecha) das vigas armadas com bambu e aço . .................................................................................................... 68 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Análise química de Bambusa vulgaris, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii .................................................................................................................................. 26 Tabela 2 – Razão entre tensão de tração e o peso específico de alguns materiais . 28 Tabela 3 – Valores médios de resistência (fto) e de módulo de elasticidade longitudinal (Eto) obtidos em ensaio de tração de ripas laminadas de D. giganteus 29 Tabela 4 – Valores médios demassa específica aparente em ripas laminadas de bambu ...................................................................................................................... 31 Tabela 5 – Relação entre a idade e a massa específica aparente (g/cm³) de bambus das espécies P. pubescens e S. affinis .................................................................... 31 Tabela 6 – Determinação granulométrica do agregado graúdo . .............................. 38 Tabela 7 – Determinação granulométrica do agregado miúdo ................................. 40 Tabela 8 – Classes de agressividade ambiental ...................................................... 46 Tabela 9 – Correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento nominal para Dc = 10 mm ...................................................................... 47 Tabela 10 - Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto .................................................................................................................... 53 Tabela 11 - Estimativa do consumo de água por metro cúbico de concreto em função do diâmetro máximo característico e do abatimento da mistura¹ ² ³ ......................... 55 Tabela 12 - Volume compactado seco de agregado graúdo por metro cúbico de concreto ¹ ................................................................................................................. 56 Tabela 13 – Traço unitário do concreto .................................................................... 57 Tabela 14 – Resultados dos ensaios à compressão ................................................ 65 Tabela 15 – Resultados dos ensaios à flexão .......................................................... 67 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas CP Cimento Portland FUNBAMBÚ Fundação Nacional de Bambu do Chile NM Norma Mercosul NBR RIBA Norma Brasileira Regulamentar Royal Institute of British Architects SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................. 14 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO .................................................................................. 15 1.2 JUSTIFICATIVA............................................................................................ 15 1.3 OBJETIVO .................................................................................................... 16 1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ..................................................... 16 1.5 LIMITAÇÕES DO TRABALHO ..................................................................... 16 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................. ...................................... 17 2.1 A IMPORTÂNCIA DA SUSTENTABILIDADE ............................................... 17 2.2 A ECONOMIA NAS CASAS POPULARES .................................................. 18 2.3 CARACTERISTICAS GERAIS DO BAMBU ................................................. 18 2.3.1 Breve histórico do bambu .......................... ............................................... 18 2.3.2 Principais espécies de bambu e sua distribuição geo gráfica ................ 20 2.3.3 Características biológicas, morfológicas e anatomia do bambu ........... 22 2.3.4 Cultivo, colheita e tratamento do bambu ........... ...................................... 24 2.4 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS, FÍSICAS E MECÂNICAS DO BAMBU .... 25 2.4.1 Características químicas .......................... ................................................. 25 2.4.2 Características físicas e mecânicas ............... ........................................... 26 2.4.2.1 Flexão estática ............................................................................................. 26 2.4.2.2 Tração paralela ............................................................................................. 27 2.4.2.3 Compressão simples .................................................................................... 30 2.4.2.4 Cisalhamento ................................................................................................ 30 2.4.2.5 Massa específica aparente ........................................................................... 30 2.5 APLICAÇÕES DO BAMBU ........................................................................... 32 2.5.1 Bambu na construção civil ......................... ............................................... 32 2.5.2 Bambucreto ........................................ ......................................................... 34 2.6 RELAÇÃO DO BAMBU COM O CONCRETO .............................................. 34 2.6.1 Umidade ........................................... ........................................................... 34 2.6.2 Variação dimensional .............................. ................................................... 35 2.6.3 Durabilidade do bambu no concreto ................. ....................................... 36 3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................... ............................................ 38 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................ 38 3.1.1 Agregados graúdos ................................. ................................................... 38 3.1.2 Agregados míudos .................................. ................................................... 40 3.1.3 Cimento ........................................... ............................................................ 42 3.1.4 Barras de Aço ..................................... ........................................................ 42 3.1.5 Bambu ............................................. ............................................................ 43 3.2 METODOLOGIA ADOTADA ......................................................................... 45 3.2.1 Dimensionamento e detalhamento da peça ............ ................................. 45 3.2.2 Traço do concreto ................................. ..................................................... 52 3.2.3 Execução das amostras ............................. ................................................ 58 3.2.4 Ensaios realizados ................................ ..................................................... 62 3.2.4.1 Ensaio a flexão simples ................................................................................ 62 3.2.4.2 Ensaio de compressão do corpo de prova ................................................... 63 4 ANÁLISE DOS RESULTADOS............................. ....................................... 65 4.1 ENSAIO DE COMPRESSÃO DOS CORPOS DE PROVA ........................... 65 4.2 ENSAIO DE FLEXÃO ................................................................................... 66 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................. ........................................... 72 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 73 14 1 INTRODUÇÃO A partir do momento que o setor industrial se tornou um processo desenfreado na sociedade, um tema passou a permear a vida da população nos mais diversos âmbitos: o meio ambiente. Desse modo, a possibilidade de conciliar construção civil e possíveis benefícios para o meio ambiente representaria um padrão ideal para a sociedade. Os principais materiais utilizados mundialmente se baseiam no aço e cimento (HEBEL, 2015). Esses dois materiais no aspecto ambiental encontram-se longe do ideal, visto que são esgotáveis, e de certa maneira, poluentes. De acordo com Ferreira (2007): “Há um grande movimento entre os profissionais da área de construção civil para utilização de materiais de construção ecologicamentecorretos ou não convencionais. A importância e vantagens no uso destes materiais podem ser enfatizadas pelo baixo custo, poupadores de energia e não poluentes”. Assim, busca-se elaborar uma pesquisa para que possa ser efetivamente testado um recurso renovável e que, se possível, forneça melhorias ao meio ambiente de modo geral, sem que a essência de uma construção civil segura seja afetada. Com isso, surgiu a hipótese de utilizar o bambu - elemento natural e renovável - como material estrutural em casas populares. Ghavami (1992) afirma que o bambu é um recurso renovável, pois tem seu crescimento extremamente rápido, um baixo consumo energético e não necessita de transformação industrial. Consequentemente, o material torna-se mais econômico. Além disso, apresenta uma boa resistência a tração resultando em alta versatilidade, sendo superior na capacidade de resistir esforços de tração – relacionando com o peso específico do material - se comparado a materiais mais comuns, como o aço e a madeira. Tratando da questão de emissão de poluentes, o bambu também é reconhecido pela sua capacidade de capturar carbono, podendo desempenhar um papel importante na redução das emissões deste poluente no mundo. (HEBEL, 2015) A possibilidade de melhoria econômica, boa resistência à tração e benefícios ao ecossistema formam um conjunto de características pelos quais o estudo da utilização do bambu auxiliaria na construção de casas populares no Brasil. 15 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO O setor de construção civil progrediu concomitantemente à evolução dos processos industriais. É considerado um dos grandes agravadores da poluição ambiental, pois é responsável pela liberação de mais da metade do CO2 na atmosfera e dos resíduos sólidos produzidos em todo o mundo. Baseado principalmente em recursos esgotáveis, como o aço e cimento, a construção civil contribui diretamente na poluição do meio ambiente, cujo processo de extração destes recursos, requerem elevado gasto energético, e alta degradação ambiental para sua obtenção. Para Oliveira (2006): “Há mais de 20 anos, já se fala em melhorar as condições da produção mundial de bens e serviços, reduzir padrões de consumo excessivos e diminuir o desperdício de recursos naturais. A humanidade tem consciência de que necessita dos recursos naturais do planeta para garantir a sobrevivência na Terra, mas, contraditoriamente, ainda não se extinguiram os padrões de degradação ambiental nocivos, decorrentes da industrialização.”. Contudo, a construção civil atual está inserida em um momento de transição. Novos materiais e elementos são inseridos cada vez com maiores níveis de sucesso no setor. O aço não perde totalmente seu enfoque e importância, entretanto, outros recursos são buscados. Recursos estes que não afetem tanto os locais de exploração, emitam menor quantidade de gases e que não necessitem de elevada quantidade de energia fóssil, como ocorre com o principal material ainda utilizado, o aço. 1.2 JUSTIFICATIVA Dessa forma, materiais substitutos se fazem necessários num setor de alto impacto na sociedade como o da construção civil. É importante que uma análise coerente seja feita com vantagens e desvantagens de cada tipo de material, para uma posterior escolha adequada. O bambu surge como uma planta de estudo antigo, com características que tornam a construção de uma casa popular mais ecológica, e muitas vezes mais econômica em relação a sua construção e manutenção diária. Estudos apresentam 16 excelente resistência à tração se comparado com materiais como o ferro fundido, alumínio e aço. Segundo Hebel (2015): “Acredita-se que a planta mais comum que cresce nas regiões de desenvolvimento do planeta vai despertar um papel importante no futuro da sustentabilidade econômica e ambiental, se for efetivamente utilizado na construção civil” 1.3 OBJETIVO Analisar o comportamento do uso do bambu como elemento estrutural substituindo o aço para a composição das peças de concreto submetidas a flexão. 1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS a) Fundamentação teórica para avaliar propriedades físicas, químicas, biológicas e geométricas do bambu. b) Dimensionamento da armadura de bambu para as vigas das casas populares, usando o mesmo método que é utilizado para o aço. c) Execução de vigas de concreto para os ensaios d) Ensaio de flexão nas peças citadas acima. e) Ensaios de verificação de resistência a compressão corpos de prova de concreto. 1.5 LIMITAÇÕES DO TRABALHO O presente trabalho limitou-se a analisar o comportamento das vigas de concreto devido a flexão, considerando o bambu como elemento tracionado. Não foram abordadas questões relativas quanto a aderência, impearmibilização do bambu, intempéries e comportamento em ambientes alcalinos. 17 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 A IMPORTÂNCIA DA SUSTENTABILIDADE Com o advento da Revolução Industrial, há um quadro mundial caótico no que se relaciona com exploração ambiental. Aspectos relacionados a sustentabilidade e preocupação com matérias primas para as futuras gerações são abandonados pela maior parte da população em detrimento da importância do lucro monetário. (Lopes, 2008) Segundo Lopes (2008), no período Pós-Guerra, houve o lema de “desenvolvimento a qualquer custo” - um ideal que se difundiu pelo mundo inteiro, não somente nos envolvidos na Segunda Guerra Mundial. Os problemas ambientais a partir desse período, aumentaram significativamente, visto que, com o passar dos anos a onda capitalista tomou conta da humanidade. Porém, ainda de acordo com Lopes (2008), ideais contrários à essa intensa valorização monetária, existiram e ainda existem. Pode ser exemplificado a introdução do conceito de Ecodesenvolvimento e a consequente difusão do conceito de desenvolvimento sustentável a partir da década de 1980. Mais tarde, conferências centradas na preocupação ambiental como a ECO-92 e RIO-92 tornaram essa luta contra o “desenvolvimento econômico a qualquer custo” mais forte. Apesar da força resistente ainda presente na sociedade capitalista sobre o conceito de sustentabilidade, não há dúvidas da relevância da reflexão sobre o desenvolvimento sustentável. A partir desse momento reflexivo, novos materiais e fontes energéticas são buscados. (Munaro, 2014) De maneira simples, sustentabilidade é o caminho do equilíbrio em que o fator econômico, ambiental e social se somam para que consigamos conviver em um ambiente social melhor para todos. O bambu entra nesse contexto não como a solução de todos os problemas, mas sim como uma alternativa sustentável para associação com outros tipos de materiais, contribuindo para a diminuição da extração desenfreada de recursos não renováveis. 18 2.2 A ECONOMIA NAS CASAS POPULARES Devido as políticas de desenvolvimento sustentável já implantadas no país para a construção de casa popular, deve-se cumprir alguns requisitos de sustentabilidade, reduzindo impactos ambientais e também diminuindo o custo da construção. Instituições de crédito financeiro apresentam função importante nesse progresso do desenvolvimento sustentável. Muitas delas, estimulam os usuários que necessitam do crédito a um desenvolvimento da moradia com quantidade mínima de recursos renováveis. Para ser considerado sustentável três pilares devem estar concomitantemente unidos: viabilidade econômica, socialmente justo e adequado em questões ambientais. Assim, pretende-se reduzir o custo de manutenção das moradias, reduzir despesas mensais dos moradores e incentivar - mesmo que de forma indireta - ao uso racional dos recursos naturais. A casa própria de um sonho pode, desse modo, tornar- se realidade. Segundo Adamson e Lopes, citado por Lopes (2008), o bambu poderia contribuir com estas condições pois apresenta primeiramente, uma diminuição nos custos de construção da casa própria.De acordo com a Fundacíon Nacional de Bambú (FUNBAMBÚ), casas construídas com materiais tradicionais teriam custo maior por metro se comparado com uma casa equivalente utilizando-se bambu. Esse fato contribui para uma verdadeira possibilidade de inclusão social. 2.3 CARACTERISTICAS GERAIS DO BAMBU 2.3.1 Breve histórico do bambu Segundo Pereira e Beraldo (2008) acredita-se que o bambu teve origem no período cretáceo antes do início da Era terciária - era do surgimento do homem. O primeiro material de escrita chinês possuía o desenho de um bambu grafado, representado por dois talos com folhas e ramos. Após o descobrimento da planta, a sua utilização - também datada a partir de documentos chineses - se estima que foi iniciada em meados 1600 a 1100 a.C. A partir disso, o bambu apresentou- se útil em diversos âmbitos, como na medicina, farmácia, eletricidade e aviação - construção da primeira aeronave. Ou seja, o bambu 19 desde seu descobrimento tem acompanhado o homem em diversas atividades e áreas de abrangência. (Pereira e Beraldo, 2008) Em 1917, os chineses foram a primeira civilização a associar bambu e concreto. No lado ocidental também existiu o desenvolvimento da planta, mas, ao contrário do Oriente, isso ocorreu apenas a partir da segunda guerra mundial pois temia-se que houvesse dificuldade na conquista do aço. (Ferreira, 2002) De acordo com Ribeiro, citado por Lopes (2008), essa progressão histórica rápida da utilização do bambu pode ser comprovada pelo grande número de pessoas que fazem uso da gramínea. Estima-se que 2,5 bilhões de indivíduos em todo mundo dependem do bambu em atividades diárias. Segundo Qisheng, citado por Berndsen (2008), A taxa de consumo de bambu na Ásia é de 12 kg por ano de produto. Somente na China, a produção se aproxima de 8 milhões de toneladas desse material. Porém, segundo Beraldo e Azzini, citado também por Berndsen (2008), os números são bem menores. Ainda há pouco conhecimento tecnológico e científico desenvolvido, mas a tendência é que essa realidade se transforme a partir do aumento da demanda de matérias sustentáveis. Já o começo do estudo do bambu como elemento estrutural iniciou-se em 1914, com o estudante H. K. Chow do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) que testou talas de bambu natural como reforço do concreto. Vinte anos depois, outras instituições tentaram encontrar aplicações adequadas para as excelentes propriedades mecânicas e técnicas do bambu, porém com pouco sucesso. Já em meados dos anos 50, Howard E. Glemm iniciou uma pesquisa extensa, utilizando sua experiência em trabalhos anteriores e, demonstrou que a aplicação do bambu natural no concreto com efeito estrutural era viável, em princípio; no entanto, devido aos pontos fracos, relatados ao longo deste trabalho, formaram-se rachaduras e a estrutura veio a desabar dias depois. (HEBEL, 2015) Atualmente, no Laboratório de Futuras Cidades (FCL) em Singapura, exploram o potencial do bambu e seus componentes. É investigado a possibilidade de extração da fibra e consequente transformação em um produto industrial mais denso e mais resistente à absorção de água, aproveitando as qualidades do bambu e mitigando seus efeitos indesejáveis. (HEBEL, 2015). 20 2.3.2 Principais espécies de bambu e sua distribuiç ão geográfica O bambu não está distribuído homogeneamente pelos continentes, o que dificulta a utilização do mesmo em alguns países. A Ásia, berço da planta, é o continente que domina a concentração de bambu - cerca de 62% da quantidade mundial. Logo atrás aparece a América - com 34%, e a África - com apenas 4% da quantidade total. (Pereira e Beraldo, 2008) Conforme Lopes, citado por Berndsen (2008), alguns fatores geográficos estimulam o crescimento e consequente cultivo com sucesso do bambu. Regiões próximas a trópicos e de clima temperado são ideais para esse cultivo. Zonas quentes e com chuvas abundantes também caracterizam áreas de boa adaptação para o bambu. A maior parte das espécies encontra-se em temperaturas de 8ºC a 36 ºc. Em relação aos solos, a melhor opção para o bambu são os bem drenados, férteis e soltos em que o pH esteja entre 5,0 e 6,0. (Oliveira, 2006) Figura 1 – Regiões no mundo onde se encontram a maior quantidade de bambu Fonte: Hebel; Heisel; Javadian, 2013. Para Oliveira (2006), o Brasil, dessa forma, é um dos países com maior potencial para o cultivo adequado, pois apresenta clima tropical úmido e temperaturas ideais, facilitando o manejo e cultivo do material. 21 O bambu pertence à família Graminae e subfamília Bambu - soidae. Apresenta aproximadamente 50 gêneros e 1300 espécies diferentes, distribuídos pelas regiões com características adequadas para o seu crescimento. (Pereira e Beraldo, 2008) Segundo Marçal (2008), no Brasil, diversas espécies de bambu são encontradas, porém, algumas são mais utilizadas e serão objeto de detalhamento a seguir: • Dendrocalamus giganteus: Essa espécie de bambu é de grande porte e entouceirante. Altura dos colmos varia de 24-40 m, diâmetro dos colmos está entre 10-20 cm, possui espessura de parede entre 1-3 cm. A temperatura mínima que sobrevive é de -2ºC, sua distribuição natural ocorre no SriLanka, Blangadesh, Nepal, Tailândia, China. É adaptada a regiões tropicais úmidas até regiões subtropicais e, usualmente preferem solos ricos. Os usos mais comuns dessa espécie baseiam-se nas áreas de construção, confecção de laminado colado, fabricação de polpa e papel, utensílios domésticos e alimentos (Pereira e Beraldo, 2008). • Bambusa vulgares: Essa espécie de bambu é de médio porte e entouceirante. Altura dos colmos varia de 15-25 m, diâmetro dos colmos está entre 6-15cm, possui espessura de parede entre 7-15 mm, o tamanho dos internós varia de 25 a 25 cm. A temperatura mínima que sobrevive é de -2 ºC, sua distribuição natural ocorre em locais pantropicais. É adaptada a variados climas e solos, que possuam altitude máxima de 1500 m. Os usos mais comuns dessa espécie baseiam-se nas áreas de construção, polpa e papel, cercas, móveis, andaimes e artesanato (Pereira e Beraldo, 2008). • Guadua angustifólia: Essa espécie de bambu é de grande porte e entouceirante. Altura dos colmos varia até 30 cm, diâmetro dos colmos até 20 cm, possui espessura da parede entre 1,5 - 2 cm. A temperatura mínima que sobrevive é de -2ºC, sua distribuição natural ocorre na região norte do Brasil até o Panamá. É adaptada ao clima tropical, a solos médios a ricos e cresce ao longo de rios ou colinas. Os usos mais 22 comuns dessa espécie baseiam-se na área de construção para casas de baixo custo, e usos diversos no meio rural (Pereira e Beraldo, 2008). • Phyllostachs pubescens: Essa espécie de bambu é de médio porte e alastrante. Altura dos colmos varia de 10-20 m, diâmetro dos colmos está entre 7-15 cm, possui espessura de parede média (8 a 29 mm), A temperatura mínima que sobrevive é de -15ºC, sua distribuição natural ocorre na China. É adaptada a clima temperado, solos ricos em matéria orgânica, e capaz de suportar baixas temperaturas. Os usos mais comuns dessa espécie baseiam-se nas áreas de construção, alimento, implemento agrícola e fabricação de utensílios domésticos e por essas razões foi esta a espécie escolhida para a realização do trabalho. (Pereira e Beraldo, 2008). 2.3.3 Características biológicas, morfológicas e an atomia do bambu De acordo com Berndsen (2008), o bambu é caracterizado como uma planta monocotiledônea e lenhosa. Não possui câmbio. Os feixes fibovasculares dessa planta são representados pelo xilema - movimento ascendente da seiva e floema - movimento descendente da seiva. É constituído por 2 partes: uma subterrânea - formada por rizoma e raízes - e outra aérea - representado pelo caule ou tronco, denominado de colmo. (Pereira e Beraldo, 2008) SegundoPereira e Beraldo (2008), o rizoma armazena nutrientes para posterior distribuição. A nutrição e consequente formação de novos colmos é dependente do rizoma, essa formação ocorre de forma assexuada pelas ramificações dos rizomas. Se há nascimento e desenvolvimento separados dos colmos, são denominados de grupo alastrante. Se o nascimento é acompanhado de desenvolvimento agrupado, são denominados de grupo entouceirante. Pereira e Beraldo (2008) também afirmam, que, o colmo nasce com o diâmetro fixo que terá durante toda a sua vida, apresentam forma cilíndrica, e apresentam uma sequência de internos ocos que são separados por diafragmas - estes externamente 23 aparecem como nós, local de saída de ramos e folhas. Cada espécie de bambu difere do colmo da outra espécie e cessa seu crescimento quando surge o broto. Nos internos as células do colmo têm orientação axial e nos nós as interconexões são transversais. Externamente, o colmo é constituído por uma camada curinizada e com cera e outra interna mais espessa e altamente lignificada. O tecido do colmo é constituído por células de parênquima, feixes fibrosos e feixes vasculares - a maior parte do colmo é constituída de parênquima - estoca nutrientes e água. O xilema e floema são maiores e menos numerosos internamente e, menores e mais numerosos na periferia. As fibras têm função de resistência mecânica dos colmos, protegendo feixes vasculares. (Pereira e Beraldo, 2008) Com o aumento da idade do colmo há diminuição da umidade no parênquima do colmo e há diminuição dos espaços intracelulares do colmo. As fibras são mais curtas nos nós, o que reflete no comportamento mecânico mais frágil, assim, em esforços de tração há rompimentos nessa região. Há ainda, predomínio de fibras na camada externa do colmo e maior quantidade de células parenquimatosas na camada interna - o que revela que a parte externa é mais resistente. (Pereira e Beraldo, 2008) O nó do colmo é constituído por: aresta nodal, diafragma, cicatriza da bainha e espaço entre cicatriz da bainha e aresta nodal. Conforme Pereira e Beraldo (2008), uma cicatriz é formada quando a bainha cai. A criação de células pelo meristema - um tecido ainda não formado - é representado pela aresta nodal, resultado da força da camada externa para fora pelos feixes vasculares. De acordo com a espécie existe diferença na forma dos nós, o diafragma tem a possibilidade de ser plano, côncavo ou convexo e o intranó pode variar em comprimento. (Pereira e Beraldo, 2008) Segundo Carrasco, citado por Pereira e Beraldo (2008), o bambu é um material heterogêneo - de natureza desigual e diferença estrutural e de distribuição- e ortotrópico- propriedades mecânicas únicas que dependem das direções com que são observadas. Devido a isso, coeficientes elásticos variam de acordo com a direção anatômica analisada. Há dois grupos de bambu, são eles: o grupo leptomorfo/monopodial e paquimorfo ou simpodial. (Berndsen, 2008) Berdsen (2008) afirma que, o grupo leptomorfo é do tipo alastrante, apresentam rizomas longos, numerosos, delgados e de formato cilíndrico. Possui uma gema lateral 24 inativa em cada nó do rizoma, que pode ser reativada e produzir novo rizoma ou novo colmo. Esse grupo se encontra em zonas resistentes ao frio e temperadas. Já o grupo paquimorfo, apresenta rizomas curtos, grossos e sólidos, entrenós assimétricos. Novos rizomas e colmos são desenvolvidos a partir das gemas laterais ativadas - processo que ocorre anualmente. Sua distribuição ocorre principalmente em regiões de clima tropical e quentes. (Berndsen, 2008) 2.3.4 Cultivo, colheita e tratamento do bambu Segundo Munaro (2014), o bambu não é uma gramínea de difícil cultivo. Alguns aspectos são ideais para esse cultivo, entretanto, a planta adapta-se à muitas variações - são resistentes. Solos arenosos apresentam melhores resultados no plantio do bambu, porem não são ideais, enquanto solos argilosos estão longe do ideal. Assim, o ideal para o solo, seria dispor de matéria orgânica abundante, uma boa drenagem e alta umidade. Índices pluviométricos elevados, aproximadamente mais de 1000 milímetros/ano e práticas como adubação, tratos de cultura, irrigação, calagem são medidas que estimulam o crescimento saudável do bambu (Oliveira, 2006). Para Lopes (2008), um aspecto importante de ser ressaltado com relação ao cultivo, é de que ele pode ser cultivado em terrenos acidentados, pois o tipo entouceirante e alastrante apresentam um sistema radicular bastante extenso e superficial, viabilizando o cultivo em terrenos que não são utilizados para outros tipos de agricultura. O fim do crescimento ocorre meses depois do surgimento do broto, o que ocorre normalmente em estações chuvosas, podendo alcançar alturas elevadas - em espécies pequenas em média ocorre em torno de 30 dias e, em espécies maiores em torno de 180 dias. Não é apenas a diferença de tamanho como a diferença de espécie, se alastrante ou entouceirante também influencia no crescimento da gramínea (Oliveira, 2006) Conforme Munaro (2014), para uma colheita adequada, os colmos secos ou defeituosos devem ser retirados pois podem prejudicar o desempenho da touceira e indiretamente dos colmos maduros - 3 a 10 anos - que são os retirados para a exploração. Se houver a retirada de colmos jovens, imaturos - menos de 3 anos - também é prejudicial pois são colmos que auxiliam no armazenamento de energia, 25 que no caso é representado pelo amido. Além disso, os colmos maduros apresentam máxima resistência mecânica, fator essencial na utilização desses para a construção civil. O corte do bambu deve respeitar a altura de 20 centímetros do solo e acima de um nó, evitando aparecimento de larvas de insetos pela retenção hídrica. A época ideal de corte é a estação seca pois os colmos apresentam menor quantidade de seiva, protegendo-os de insetos e fungos e, também é nessa época que há pouco conteúdo de amido, o que aumenta a sua durabilidade. (Munaro, 2014) Após o processo de corte, é importante a realização da secagem dos colmos pois melhora a resistência mecânica. A secagem deve ocorrer lentamente e deve ser realizada em todo o colmo - o que diminui a possibilidade de aparecimento de rachaduras. Durante esse processo há mudança na coloração do colmo, de esverdeado para amarelado. Quando finalizada a secagem, aplicação de substâncias químicas devem ser feitas com a finalidade de preservação da planta, entretanto, são métodos mais caros do que os tradicionais. A última etapa, logo após o tratamento químico, consiste no repouso do colmo por aproximadamente 10 dias. (Oliveira, 2006) 2.4 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS, FÍSICAS E MECÂNICAS DO BAMBU 2.4.1 Características químicas O bambu é constituído por carboidratos, celulose, hemicelulose, lignina e, em menores quantidades, resinas, taninos, ceras e sais inorgânicos resultando num material semelhante a madeira, pois os componentes são praticamente os mesmos. Essa composição química depende da espécie, idade, região do colmo e condições de crescimento do colmo do bambu. No Tabela 1, é apresentado uma comparação de composição química entres espécies de bambu, eucalipto e pinus. Pode-se observar que os teores de celulose são semelhantes, e se tratando de lignina o bambu apresenta uma menor quantidade se comparado com as duas espécies de madeira. Além disso, nota-se a solubilidade alta do bambu em solução de soda 1% ou em água quente, essa característica denota alta relevância para o uso do bambu na forma de partículas na composição com o cimento. 26 Tabela 1 – Análise química de Bambusa vulgaris, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii Fonte: Pereira e Beraldo, 2008. 2.4.2 Características físicas e mecânicas A análise mecânica consiste no estudo do comportamento de um determinado material quando submetido a uma carga, resultando nadeformação desse material. O bambu, possui propriedades mecânicas nas três direções: longitudinal, radial e tangencial (Berndsen, 2008). Um bom desempenho estrutural do bambu quanto à flexão, compressão e tração depende da sua volumetria tubular e pelos arranjos de fibras na direção longitudinal, o que formam feixes de micro tubos. Apesar da dificuldade de encontrar colmos de bambu homogêneos, deve-se existir uma normatização nos ensaios. (Marçal, 2008) 2.4.2.1 Flexão estática Pode parecer simples no caso das madeiras - devido a sua usinabilidade - porém no caso do bambu, segundo Pereira e Beraldo (2008), se encontram dificuldades, principalmente quando o objetivo é o de ensaiar diretamente um colmo. Espécies que possuem maior diâmetro permitem a confecção de corpos de prova muito parecidos aos recomendados para ensaio de madeiras. Deve ser adotada uma posição que se relacione a disposição da camada externa do colmo. Quanto maior o número de feixes de fibras nessa camada, maior será a resistência do corpo de prova. Há dificuldades de efetuar um ensaio eficiente de colmos de bambu, visto que se assemelham a troncos de cone, tem espessura da parede variável, e a orientação das fibras na região dos nós também variam. Uma solução para alguns dos problemas detectados em corpos de provas cilíndricos é a utilização de corpos de prova de seção retangular (Pereira e Beraldo, 2008) Determinações B. vulgaris (%) E. saligna (%) P. elliottii (%) Celulose 49,2 54,6 55,5 Lignina 14,5 25,5 26,0 Pentosanas 22,3 16,4 7,1 Solubilidade em soda a 1% 33,4 14,8 16,9 Solubilidade em água quente 15,0 1,6 3,8 Solubilidade em álcool-benzeno 5,2 1,4 6,7 Cinzas 1,8 0,3 0,3 27 Com relação a flexão do bambu, os resultados observados na literatura disponível apresentaram a resistência do bambu a flexão entre 30 e 170 MPa, esse dado pode ser influenciado pela metodologia adotada e pela dimensão do corpo de prova usado no ensaio. (Pereira e Beraldo, 2008) A presença de nós diminui a resistência a flexão e tração, o que não ocorre na compressão, isso pode ser observado pelo Gráfico 1. Gráfico 1 – Resistência geral das ripas laminadas de bambu D. giganteus Fonte: Pereira e Beraldo, 2008. 2.4.2.2 Tração paralela Na Ásia, as antigas pontes pênseis eram construídas com tecidos trançados provenientes das camadas externas de colmos de bambu. Essas pontes, eram exemplos de combinação de leveza e resistência mecânica em tração (Pereira e Beraldo, 2008). Segundo Pereira e Beraldo (2008), o bambu apresenta resistência a tração elevada, podendo atingir até 370 MPa. De acordo com Hebel (2015), há estudos em que o bambu chega a ultrapassar uma resistência de 400 MPa, através de um composto fibroso da planta, como mostra a comparação do Gráfico 2. 248 110 170 110 60 55 Resistência Geral do Colmo (MPa) Tração Flexão Compressão Sem nó Com nó 28 Gráfico 2 - Comparação das forças máximas de tração de diferentes materiais Fonte: Hebel, 2015. A resistência à tração é considerada como sendo da ordem de 2,5 a 3,5 aquela obtida em ensaios de compressão. Esses aspectos contribuem para argumentos favoráveis a utilização do bambu substituindo o aço, além disso é possível observar na Tabela 2 que a razão R entre a resistência a tração do bambu e seu peso especifico é mais do que duas vezes da obtida para o aço CA50. Tabela 2 – Razão entre tensão de tração e o peso específico de alguns materiais Tipo de Material Resistência em tração (MPa) Peso específico (g/cm³) Relação entre resistência e peso específico R em relação ao aço Aço CA 50 500 7,83 0,64 1,00 Alumínio 300 2,79 1,07 1,67 Ferro fundido 280 7,70 0,39 0,61 Bambu 120 0,80 1,50 2,34 Fonte: Pereira e Beraldo, 2008. 375 400 700 400+ 1600 Fibra de Sisal Aço ST400 Fibra de Linho Fibra de Bambu Fibra de Carbono Resistência a tração (MPa) 29 Figura 2 - Ensaio a tração realizado em composto produzido com fibras do bambu em Singapura Fonte: Hebel; Heisel; Javadian, 2013. Ao fazer um ensaio de tração, Pereira e Beraldo (2008) alertam que há uma heterogeneidade natural na talisca de bambu, quanto maior a quantidade de camadas externas maior será o valor dos resultados. A quantidade de nós também interfere nos resultados, como pode ser observado pela Tabela 3, pois é um local onde ocorre o desvio das fibras, diminuindo a resistência do bambu, quando submetido a tração. Tabela 3 – Valores médios de resistência (fto) e de módulo de elasticidade longitudinal (Eto) obtidos em ensaio de tração de ripas laminadas de D. giganteus Fonte: Pereira e Beraldo, 2008. Região do colmo fto (MPa) Eto (GPa) Umidade (%) fto (MPa) Eto (GPa) Umidade (%) A (n=16) 240,1 20,1 12,0 103,3 16,9 11,9 B (n=16) 250,0 20,7 12,0 117,5 18,6 11,9 C (n=16) 246,8 20,7 11,9 114,4 19,5 12,0 Colmo 245,4 20,5 12,0 111,9 18,3 11,9 Desvio 22,5 1,7 14,5 2,2 C.V. (%) 9,2 8,3 13,0 12,2 Sem Nó Com Nó 30 Já Berndsen (2008) chegou a valores entre 157,9 e 221,1 MPa quando submeteu bambu da espécie Phyllostachys pubescens, aos mesmos ensaios de tração, obtendo uma média de 198,6 MPa aproximadamente. 2.4.2.3 Compressão simples Assim como nos outros testes citados acima, Pereira e Beraldo (2008) afirma que na compressão simples é preferível a utilização de corpos de prova de seção retangular, pois, a probabilidade de este deslizar sobre os pratos da máquina de ensaio é menor. Observou-se nestes ensaios que a camada externa tem menor deformação se comparado com a interna pois há diferença na distribuição dos elementos anatômicos. Com isso, o módulo de elasticidade obtido nas camadas externas pode ser duas a três vezes superior à média da espécie. A curva tensão x deformação neste ensaio foi quase linear; o módulo de elasticidade variou entre 2,6 e 20GPa enquanto a resistência a compressão esteve entre 20 a 120 MPa (Pereira e Beraldo, 2008). 2.4.2.4 Cisalhamento Segundo Pereira e Beraldo (2008), a resistência aos cisalhamentos perpendiculares as fibras do bambu, estão em torno de 30% de sua resistência a flexão, e quanto ao cisalhamento longitudinal as suas fibras estão em cerca de 15% da sua resistência a compressão. Conforme Pereira e Beraldo (2008), também se encontra dificuldades para a utilização dos mesmos ensaios da madeira, no bambu, e isso ocorre por uma série de fatores, entre eles, a pequena espessura de parede e especificações quanto a curvatura e entalhes necessários descritos na NRB 7190-97. 2.4.2.5 Massa específica aparente A massa especifica é uma propriedade física que depende do local da parede do colmo da qual a amostra foi retirada. Quanto maior a proximidade da casca, maior será a massa especifica do material, pois há feixes vasculares menores, mais densos e uma menor quantidade de células parenquimatos na parede mais externa. O teor de umidade também influencia na massa específica do bambu. 31 Segundo Liese, citado por Pereira e Beraldo (2008), a densidade da massa dos bambus encontrasse entre 500kg/m³ a 800kg/m³. Ao longo do colmo a massa especifica aumenta da base em direção ao topo. Além disso regiões nodais apresentam maior interligação entre vasos e fibras, o que aumenta sua densidade em relação a outras regiões do colmo, entretanto, é uma região com menor resistência a flexão, compressão e cisalhamento. As diferentes características citadas acima podem ser confirmadas por meio da Tabela 4. Tabela 4 – Valores médios de massa específica aparente em ripas laminadas de bambu Fonte: Pereira e Beraldo, 2008. Outro fator que interfere na massa especifica é a idade do colmo, quanto mais maduro, maior a densidade, isso estabiliza a partir dos 5 anos de idade do colmo até os 8 anos, após esse período há um declínio na massa especifica do colmo. Isso pode ser observado pela Tabela 5. Tabela 5 – Relação entre aidade e a massa específica aparente (g/cm³) de bambus das espécies P. pubescens e S. affinis Fonte: Pereira e Beraldo, 2008 Assim, comparando sua massa específica, com sua resistência e dureza, o bambu é superior a muitos outros materiais empregados na construção civil, e chega muito perto de um dos materiais mais resistentes do planeta, o aço. r (g/cm³) Umidade (%) r (g/cm³) Umidade (%) A 0,76 11,4 0,82 11,4 B 0,84 11,5 0,91 11,6 C 0,84 11,7 0,90 11,7 Média do Colmo 0,81 11,5 0,88 11,6 Sem nó Com nó Parte do colmo Idade (anos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P. pubescens 0,43 0,56 0,61 0,63 0,62 0,63 0,63 0,66 0,61 0,61 S. affinis 0,49 0,49 0,55 0,51 0,61 0,64 0,63 - - - 32 2.5 APLICAÇÕES DO BAMBU 2.5.1 Bambu na construção civil Nos últimos anos, Beraldo (2010) afirma que materiais alternativos e principalmente, materiais eco sustentáveis estão sendo estudados e testados no ambiente da construção civil. Assim, o bambu torna-se interessante, pois é um recurso renovável, e apresenta características mecânicas, físicas que possibilitam a sua utilização na construção de moradias, por exemplo. Nas culturas asiáticas, essa utilização do bambu é antiga. Já na América Latina, Equador e Colombia são os países que possuem quantidade alta de bambu e, portanto, representam os maiores usuários da utilização da planta na construção. Pode-se ressaltar que o uso não se restringe apenas ao uso funcional e estrutural, mas, arquitetos demonstram que há sim sentido estético na planta pela riqueza de características que possui, podendo ser utilizada numa arquitetura totalmente diferenciada e criativa (Oliveira, 2006). Na Figura 3, observa-se o terminal 4 do aeroporto internacional de Madrid, cujo interior foi revestido inteiramente com bambu, o que fez com que os arquitetos responsáveis pelo projeto do aeroporto Barajas fossem contemplados com o reputado prêmio Stirling de 2006, concedido pelo Royal Institute of British Architects (RIBA), considerado como o “oscar” dos arquitetos, o que afirma o fato do bambu também ser um excelente material para o uso estético, além do uso estrutural, objetivo deste trabalho. 33 Figura 3 – Saguão do terminal 4 do aeroporto Barajas, com o interior revestido com bambu Fonte: o autor, 2016. Diversas vantagens são atribuídas a utilização do bambu e baseiam-se em: crescimento rápido, sequestro de carbono, reflorestamento, conservação dos solos, mais econômico se comparado e consome menor quantidade de energia para a sua produção. Pode ser utilizado na maioria dos usos da madeira, enquanto o contrário não é possível de ocorrer (Munaro, 2014) Por outro lado, Pereira e Beraldo (2008) ressaltam que também há desvantagens em seu uso estrutural: tem baixa resistência ao fendilhamento, não apresenta forma cilíndrica perfeita, dificuldade de ligação entre os colmos. O bambu pode compor paredes duplas, por meio de esteiras formadas pelo seu colmo associadas a quadros pré-fabricados de madeira. Pode ainda, participar da confecção de quiosques e galpões - por meio do preenchimento dos internos com madeira, tornando viável aparafusá-lo. Apesar desses exemplos e outros na construção civil, o uso central na estrutura civil é associado ao concreto: O bambucreto. (Pereira e Beraldo, 2008) 34 2.5.2 Bambucreto Apesar do título, a substituição total do aço pelo bambu, segundo Pereira e Beraldo (2008), dificilmente ocorrerá em pleno sentido da palavra pois há um grande empecilho: seu módulo de elasticidade é apenas 10% do metal, porém, se for considerada a resistência em relação a densidade - resistência específica - o bambu seria duas vezes mais eficiente que o aço. O bambucreto é definido como a substituição do aço pelo bambu no concreto. A aplicação desse material torna-se viável para obras secundárias nas quais o bambucreto não seja submetido a grandes esforços - pequenos vãos de até 3,5 metros (Pereira e Beraldo, 2008) Segundo Ferreira, citado por Munaro (2014), como na maioria das relações do bambu funcional, países asiáticos foram os pioneiros no uso do Bambucreto e, houve um grande estímulo para o seu uso, devido a Segunda Guerra Mundial e o temor da indisponibilidade do aço. Para sua fabricação com sucesso, alguns aspectos têm de ser obedecidos: emprego de bambus maduros - que já tenham atingido ciclo ideal de no mínimo 3 anos- para maior aderência dos componentes e melhor desempenho; impermeabilização por apresentar higroscopia - propriedade que certos materiais possuem de absorver água - e envolvimento em areia grossa, para aumento da rugosidade e consequente aderência do mesmo (Munaro, 2014) Por outro lado, alguns aspectos negativos têm sido discutidos a respeito dessa associação: como absorção de água, comportamento de expansão e retração do bambu dentro do concreto, durabilidade limitada, e vulnerabilidade à ataques de fungos (HEBEL, 2015). O estudo da utilização do bambu como elemento estrutural do concreto, portanto, torna-se de extrema importância para a verificação do real coeficiente entre benefício e prejuízo da gramínea. 2.6 RELAÇÃO DO BAMBU COM O CONCRETO 2.6.1 Umidade A porcentagem entre a massa de água contida no bambu pela massa de bambu seco define o conceito de teor de umidade. Esse conceito é importante pois define algumas das propriedades mecânicas do bambu. 35 Dependendo da idade, época do corte, e posição há variação no teor de umidade. Por exemplo, colmos mais novos possuem um maior teor de umidade, além disso este teor diminui à medida que sobe da base para o topo e da parte externa para interna. Quando há aumento no teor de umidade a resistência a compressão, cisalhamento, tração, modulo de elasticidade e flexão paralela diminuem todos. Isso pode ser explicado pois pode haver variação no ângulo dos vasos, devido a sua direção estar com o ângulo reto. No estudo de LEE et al (1994), citado por Berndsen (2008), foi concluído não existir uma diferença expressiva entre o peso específico e teor de umidade em diferentes posições dos colmos. Já ADB.LATIF et al (1993), citado também por Berndsen (2008), apresentou a relação entre menor idade e maior teor de umidade. Ou seja, à medida que o bambu vai se tornando mais velho, menor é seu teor de umidade. Segundo o Pereira e Beraldo (2008) quanto mais próximo da base for retirada a amostra, maior será a sua umidade e o tempo necessário para ocorrer a umidade de equilíbrio com o meio ambiente. Portanto, devido a esse teor de umidade elevado, segundo Munaro (2014) é necessário realizar um período de um a quatro meses de secagem em temperatura ambiente após o corte, para que seja alcançada a umidade de 12 a 15%, número mais próximo do ideal quando se fala em seu uso estrutural. 2.6.2 Variação dimensional Conforme Pereira e Beraldo (2008), quando sujeito a variações de umidade menores do que o ponto de saturação das fibras ao ar, que é de 20%, o bambu apresenta variações dimensionais. O afastamento ou aproximação entre as cadeias de bambu são denominadas de inchamento ou retração respectivamente. Essas variações existentes podem ocorrer em 3 eixos lineares: radial, axial e tangencial. Desta forma, quando em contato com o concreto fresco, este detalhe prejudica a trabalhabilidade e a aderência entre os dois materiais, pois quando imerso, o a bambu absorve uma certa quantidade de água contida no concreto, o que faz com que suas medidas ampliem, e logo após a secagem do mesmo, suas medidas retraem, o que gera espaços vazios entre o bambu e o concreto, possibilitando assim, ataque biológicos no bambu, e um enfraquecimento da própria estrutura. 36 Figura 4 - Variação dimensional do bambu causada pela absorção da água do concreto Fonte: Hebel; Heisel; Javadian, 2013. Portanto, para que se tenha um melhor desempenho neste quesito, Ferreira (2002) recomenda o uso de impermeabilizantessobre o bambu, e um concreto de traço rico e rápida secagem, para evitar essas fissuras na estrutura. 2.6.3 Durabilidade do bambu no concreto Ainda há muita pouca informação na literatura sobre a durabilidade do bambu no concreto, sabe-se, entretanto, que condições, como a espécie, o tratamento realizado e a conservação são fatores influenciadores da durabilidade da matéria prima. Além disso, quanto menor a espessura da parede do bambu, e quanto mais próximo da região apical do colmo é o bambu maior será a vida útil da matéria (MUNARO, 2014). De acordo com Munaro (2014), uma secagem adequada é fundamental para que a durabilidade da planta aumente pelo reforço de propriedades físicas e mecânicas. Pode-se também utilizar preservativos para que a vida útil aumente, visto que, estudos revelam um aumento de 3 anos para até 20 anos pela utilização desse material concomitante com processos adequados e cuidadosos com o bambu, como a secagem. Quando é feita uma comparação entre o concreto armado x bambu, segundo Ghavami (1992 apud Ferreira, 2002), citado por Munaro (2014), há resultados satisfatórios e semelhantes após um período de análise de 15 anos. Alguns fatores positivos foram ressaltados nessa análise, como a necessidade de substituição do aço pela presença de processos corrosivos, enquanto a substituição do bambu não seria 37 precisa naquele momento. Para Ghavami (2005), porém, haveria a necessidade de uma área de seção transversal cerca de seis vezes maior do que a necessária para o aço pelo fato do bambu apresentar um baixo valor do módulo de elasticidade quando comparado ao aço. 38 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS 3.1.1 Agregados graúdos A brita 1, comercialmente assim denominada, foi o agregado graúdo usado no trabalho. Apesar de as dimensões da peça concretada requererem um agregado de menor dimensão, como por exemplo o pedrisco (brita 0), não foi possível adquiri-lo, por isso, foi usada a brita em questão. Segundo a norma NM 248 (2003), a composição granulométrica do agregado graúdo é determinada com a utilização das peneiras de série normal e intermediaria. Para isso, foram ensaiadas duas amostras granulométricas contendo 2000 gramas de massa cada, e os resultados constam na Tabela 6. Tabela 6 – Determinação granulométrica do agregado graúdo Fonte: o autor, 2016. A dimensão máxima característica, segundo o item 3.2 da norma NM 248 (2003), é uma grandeza associada a granulometria do agregado, correspondente à abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5 % em massa. Portanto, a dimensão máxima referente a brita estudada é de 19,00 mm. Este valor será levado em conta nos cálculos para o traço unitário do concreto. O Gráfico 3 mostra a curva granulométrica do agregado graúdo. Massa retida (g) % retida % acumul. Massa retida (g) % retida % acumul. % retida % acumul. 38,00 0,00 0,0% 0,0% 0,00 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 25,00 0,00 0,0% 0,0% 0,00 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 19,00 48,50 2,4% 2,4% 53,20 2,7% 2,7% 2,5% 2,5% 12,50 734,90 36,7% 39,2% 690,90 34,5% 37,2% 35,6% 38,2% 9,50 880,90 44,0% 83,2% 899,90 45,0% 82,2% 44,5% 82,7% 6,30 315,90 15,8% 99,0% 344,50 17,2% 99,4% 16,5% 99,2% 4,80 5,70 0,3% 99,3% 3,20 0,2% 99,6% 0,2% 99,4% Fundo 14,10 0,7% 100,0% 8,30 0,4% 100,0% 0,6% 100,0% Total 2000,00 100,0% 2000,00 100,0% 100,0% Peneiras (mm) 1ª Determinação 2ª Determinação Média 39 Gráfico 3 – Curva granulométrica do agregado graúdo Fonte: o autor, 2016 Também para o cálculo do traço unitário do concreto, são necessárias as massas unitárias do agregado graúdo solto e compactado, e sua massa específica real. Então, foi ensaiada primeiramente a amostra em estado solto, de acordo com a NBR 7251 (1982), onde um recipiente de 316x316x200 mm, que possuía um volume de 20 dm³, foi enchido por meio de uma pá, sendo lançado de uma altura de 10 a 12 cm, conforme cita o item 5.2.1 da norma, logo depois disto, a superfície do recipiente foi alisada com uma régua, de modo a compensar as diferenças de nível das pedras. Após isto, foi realizada a pesagem do recipiente, sendo a massa do agregado solto, a diferença do recipiente cheio e dele vazio, que no caso foi de 1,32 g/cm³. Este processo é feito por 3 vezes, até chegar a uma média que não fuja do desvio padrão requerido. Já a massa unitária compactada da brita, segundo a norma NBR 7810 (1983) é obtida de forma semelhante à massa do estado solto, porém com a aplicação de 25 golpes a cada terço do pedrisco colocado no recipiente. Sendo o valor encontrado de 1,433 g/cm³. A massa específica real do agregado graúdo tem de ser obtida a partir da norma NM 53 (2003), porém, por ser um método mais complicado, e que exige um bom 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 100,0% 120,0% 0 , 0 0 5 , 0 0 1 0 , 0 0 1 5 , 0 0 2 0 , 0 0 2 5 , 0 0 3 0 , 0 0 3 5 , 0 0 4 0 , 0 0 P O R C E N T A G E M R E T ID A A C U M U L A D A ( % ) PENEIRAS (MM) CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO GRAÚDO 40 tempo, e também por este não ser o objetivo principal do trabalho, a massa específica real do agregado graúdo foi admitida como sendo 2,70 g/cm³. 3.1.2 Agregados míudos Foi utilizado na produção das vigas, a areia média, comunmente usada para a execução de concreto no mercado. E sua composição granulométrica foi adquirida também de acordo com a NM 248 (2003), determinada com a utilização das peneiras de série normal e intermediaria. O diâmetro máximo da areia foi de 2,4 mm, definido de acordo com o percentual acumulado médio inferior a 5%. A Tabela 7 e o Gráfico 4 apresentam os valores encontrados. Tabela 7 – Determinação granulométrica do agregado miúdo Fonte: o autor, 2016. Massa retida (g) % retida % acumul. Massa retida (g) % retida % acumul. % retida % acumul. 4,80 1,70 0,6% 0,6% 4,20 1,4% 1,4% 1,0% 1,0% 2,40 11,10 3,7% 4,3% 11,30 3,8% 5,2% 3,7% 4,7% 1,20 32,90 11,0% 15,2% 39,40 13,1% 18,3% 12,1% 16,8% 0,60 158,20 52,7% 68,0% 170,20 56,7% 75,0% 54,7% 71,5% 0,30 94,70 31,6% 99,5% 72,60 24,2% 99,2% 27,9% 99,4% 0,15 0,60 0,2% 99,7% 1,40 0,5% 99,7% 0,3% 99,7% Fundo 0,8 0,3% 100,0% 0,90 0,3% 100,0% 0,3% 100,0% Total 300,00 100,0% 387,3% 300,00 100,0% 398,8% 100,0% 393,1% Peneiras (mm) 1ª Determinação 2ª Determinação Média 41 Gráfico 4 – Curva granulométrica do agregado miúdo Fonte: o autor, 2016. Quando se fala em agregado miúdo, para o cálculo do traço unitário do concreto, é necessário também, além daqueles resultados obtidos para o agregado graúdo, o modulo de finura (MF). O módulo de finura é obtido somando-se todas as porcentagens médias acumuladas nas peneiras de série normal e dividindo o somatório por 100, o qual resultou um valor de 2,93. A massa específica solta foi obtida a partir das três determinações, também de acordo com a NBR 7251 (1982), como a do agregado graúdo, encontrando um valor de 1,61 g/cm³. E por fim, sua massa específica real é obtida por meio do frasco Chapman, segundo a NBR 9775 (2011), onde são adicionados 200 cm³ de água, e em seguida, cuidadosamente, 500 g do agregado miúdo. Após, agita-se o frasco com movimentos circulares, para a eliminação das bolhas de ar, e é feita a leitura final do nível da água (L), que representa o volume de água deslocado pelo agregado. Este processo foi repetido mais uma vez, com outras 500 g do agregado. A massa específica real é então determinada através da equação (1): � = 500(� − 200) (1) 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 100,0% 120,0% 0 , 0 0 1 , 0 0 2 , 0 0 3 , 0 0 4 , 0 0 5 , 0 0 6 , 0 0 P O R C E N T A G E M R E T ID A A C U M U LA D A ( % ) PENEIRAS (MM) CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO MIÚDO 42 Onde: γ = Massa específica do agregado miúdo (g/cm³)L = Leitura final do frasco (volume ocupado pela água + agregado) Portanto: � = 500(394 − 200) � = 2,577 �/��³ 3.1.3 Cimento O cimento escolhido para ser utilizado no experimento, foi o cimento Votoran – Todas as Obras – CP-II-Z-32. Resistente e versátil, foi recentemente criado para garantir segurança a diversos tipos de obras, como por exemplo, rebocos, contrapisos, concretos convencional e lajes. Este cimento Portland é fabricado segundo a norma técnica brasileira NBR 11578 (1991) e tem em sua composição silicato de cálcio, alumínio e ferro, sulfato de cálcio e filler carbonático, contém também adição de material pozolânico que varia de 6% a 14% em massa, o que confere ao cimento menor permeabilidade, sendo ideal para obras subterrâneas, principalmente com presença de água, inclusive marítimas. De acordo com o rótulo do produto, este cimento possui uma massa específica absoluta de 2,8 a 3,2 g/cm³, com isso, nos cálculos do traço, será utilizado uma média destes valores - 3,0 g/cm³. 3.1.4 Barras de Aço Produzido rigorosamente de acordo com as especificações da norma NBR 7480, as barras de aço usadas no trabalho, são fornecidas na categoria CA-50 e CA- 60 com superfície nervurada. Foram utilizadas barras retas de 12 m de comprimento, com bitolas de 5,0 e 8,0 mm de diâmetro. 43 As barras foram cortadas já no estabelecimento onde adquiriu-se, conforme medidas já calculadas anteriormente. Em seguida as barras foram dobradas no local onde foi executada a concretagem. 3.1.5 Bambu Para o experimento, foram escolhidos colmos de bambu da espécie Phyllostachys pubescens, conhecido popularmente como Bambu-Mossô, que, como visto anteriormente, oferecem melhores valores, com relação a resistência, se comparado com outras espécies de bambu. Estes colmos foram retirados de plantações na cidade de Curitiba, nas imediações do bairro Campo Comprido, na qual foram expostas a várias condições geográficas. Foram colhidos com 3 anos aproximadamente, idade considerada ideal, quando se relaciona idade x resistência da planta. O tratamento do bambu, basicamente foi feito aquecendo o bambu em vapor com um pouco de óleo diesel, ou em escalas menores com um maçarico, de maneira que o calor satura a sacarose presente na seiva do bambu deixando-a dura, de forma que as fibras do bambu como um todo acabam por ficarem mais resistentes mecanicamente e também o tornando menos atrativo aos insetos e fungos. Em banho de água fervente ele fica em torno de 40 minutos a 1 hora e meia. Após isso, é passado o maçarico novamente pelo bambu, sem deixar muito tempo parado em um mesmo local até ele atingir a coloração amarela e soltar sua resina superficialmente, logo que isso acontece um pano embebido em um pouco de óleo diesel é passado para limpar e espalhar a resina que também atua como proteção impermeabilizante. Para finalizar o bambu é deixado para secar a temperatura ambiente de um a quatro meses. As talas de bambu, foram fragmentadas em pedaços com cerca de 120 centímetros de comprimento, e em seguida, foram repartidos em 7 pedaços longitudinalmente, resultando em cerca de 3 centímetros de largura cada pedaço (Figura 5). Esses colmos apresentavam em média, diâmetros com cerca de 10 a 12 centímetros, e entre nós de cerca de 35 a 40 centímetros. Suas paredes continham cerca de 1 centímetro de espessura. 44 Figura 5 – Corte das amostras de bambu Fonte: o autor, 2016. 45 3.2 METODOLOGIA ADOTADA 3.2.1 Dimensionamento e detalhamento da peça Primeiramente, foi realizado um pré-dimensionamento de uma viga de uma casa popular. Foi adotada então como exemplo, a viga de menor dimensão do banheiro da planta exibida na Figura 6, devido ao seu menor comprimento (1,2m) - o que facilitou os ensaios - e também por apresentar uma menor dimensão do que os 3,5m de vão, considerado o valor ideal para o uso do bambu como elemento estrutural, como já discutido na fundamentação teórica. Figura 6 – Planta baixa de uma casa popular em Garuva (SC) Fonte: o autor, 2016. Ao dar sequência ao pré-dimensionamento, de acordo com o item 13.2.2 da NBR 6118 (ABNT 2014) - Projeto de estruturas de concreto - Procedimentos, referente a dimensões limites de vigas e vigas parede, a seção transversal das vigas não deve 46 apresentar largura menor que 12 centímetros. Portanto, foi definido que a base da viga em questão seria de 12 centímetros, como a norma recomenda. Também de acordo com o item 15.10 da norma, referente a instabilidade das vigas, a largura é dada como 0,4 do valor da altura. Por isso, a altura escolhida foi de 30 centímetros. Em seguida, com a geometria da viga já concluída, deu-se ínicio ao detalhamento da peça, na qual são definidas a quantidade de armadura de aço que é necessária para que a viga obtenha resistência e se mantenha em inércia, além disso, no estudo de caso em questão, será dimensionada a quantidade de bambu usado no lugar do aço. Para o dimensionamento da armadura é necessário analisar a agressividade do ambiente, definindo, assim, o cobrimento necessário para a proteção dessa armadura neste local. Desse modo, de acordo com o item 6.4.2 da NBR 6118 (2014), referente a agressividade do meio ambiente, em projetos de estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser classificada de acordo com o apresentado na Tabela 8, e pode ser avaliada, simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes. Tabela 8 – Classes de agressividade ambiental Fonte: NBR 6118, 2014. Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deterioração da estrutura Classe de agressividade ambiental Rural Insignificante I Submersa Urbana a, b Pequeno II Marinha a Grande III Industrial a, b Industrial a, c Elevado IV Respingos de maré a b c Agressividade Fraca Moderada Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressiv idade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serv iço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto rev estido com argamassa e pintura). Pode-se admitir uma classe de agressiv idade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativ a do ar menor ou igual a 65 %, partes da estrutura protegidas de chuv a em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chov e. Ambientes quimicamente agressiv os, tanques industriais, galv anoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. Forte Muito forte 47 Após análise da tabela acima, é possível inferir que o risco de deterioração é insignificante na proposta casa popular em ambiente rural, já em relação a questão ambiental, como a agressividade no ambiente é considerada fraca, a classe I é a que melhor se enquadra. Atendidas as condições estabelecidas acima, para suprir os requisitos mínimos desta norma, segundo o item 7.4 da mesma, referente a qualidade de cobrimento da armadura, o cobrimento mínimo da armadura deve ser o valor mínimo, que é apresentado na Tabela 9, referente a classe de agressividade já observada anteriormente. Com isso, foi definido também o cobrimento, que será de 2,5 cm. Tabela 9 – Correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento nominal para Dc = 10 mm Fonte: NBR 6118, 2014. Segundo o item 17.2 da NBR 6118 (2014), que se refere ao estado limite último dos elementos lineares, foi analisado que as peças de concreto armado solicitadas somente por momento fletor apenas seriam possíveis nos domínios 2, 3 e 4. Com isso estipulado, buscou se um domínio no qual o concreto chegasse ao seu encurtamento I II III IV c Laje b 20 25 35 45 Viga/Pilar 25 30 40 50 Elementos estruturaisem contato com o solo d 30 30 40 50 Laje b 25 30 40 50 Viga/Pilar 30 35 45 55 a b c d Para a face superior de lajes e v igas que serão rev estidas com argamassa de contrapiso, com rev estimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de rev estimento e acabamento, como pisos de elev ado desempenho, pisos cerâmicos, pisos aslfálticos e outros, as ex igências desta Tabela podem ser substituídas pelas de 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal < 15 mm. Nas superfícies ex postas a ambientes agressiv os, como reserv atórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efl uentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressiv os, dev em ser atendidos os cobrimentos da classe de agressiv idade IV. No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura dev e ter cobrimento nominal > 45 mm. Concreto protendido a Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiv a dev e respeitar os cobrimentos para concreto armado. Classe de agressividade ambiental Cobrimento nominal (mm) Componente ou elementoT ipo de estrutura Concreto armado 48 limite (3,5‰), tendo esgotado sua capacidade resistente, e onde também o aço chegasse ao seu alongamento máximo (10‰), como representado na Figura 7. Figura 7 – Estado limíte último de uma viga na linha de domínio 2-3 Fonte: Marino, 2006. É sabido que uma viga quando submetida a flexão simples ou composta, seus elementos trabalharão no máximo de sua resistência, acarretando assim uma ruptura convencional por encurtamento limite do concreto, e consequentemente um total escoamento do aço. Assim, seguiu-se o cálculo do detalhamento da armadura, dando origem ao valor de βx, que é medido a partir da posição da fibra de concreto mais comprimida ou menos tracionada, definido pela seguinte equação (2): �� = Ԑ�Ԑ� � Ԑ� (2) Onde: βx = Valor adimensional que define a posição da linha neutra Ԑc = Deformação específica de encurtamento do concreto na ruptura Ԑs = Deformação específica de alongamento do aço Portanto: 49 �� = 3,5‰3,5‰ � 10‰ �� = 0,259 Com o valor de βx calculado, acha-se a altura da linha neutra (x) da seguinte maneira: � = �� ∗ � (3) Onde: βx = Valor adimensional que define a posição da linha neutra x = Altura da linha neutra, distância da borda mais comprimida do concreto até o ponto que tem deformação e tensão nula; d = Altura útil, distância entre o eixo da armadura longitudinal tracionada até a fibra mais comprimida do concreto. Portanto: � = 0,259 ∗ 27,5 � = 7,129 �� Com o valor de x encontrado, o próximo passo foi encontrar o momento máximo de cálculo através da equação (4): � = 0,68 ∗ #�� ∗ $% ∗ � ∗ (� − 0,4�) (4) Onde: Md = Momento fletor de cálculo; fcd = Resistência do concreto a compressão de cálculo; bw = Largura da seção transversal da viga; 50 x = Altura da linha neutra, distância da borda mais comprimida do concreto até o ponto que tem deformação e tensão nula; d = Altura útil, distância entre o eixo da armadura longitudinal tracionada até a fibra mais comprimida do concreto. Portanto: � = 0,68 ∗ 178,57 ∗ 12 ∗ 7,129 ∗ &27,5 − 0,4 (7,129)' � = 256066,87 (�#. �� Com o valor de Md, divide-se pelo coeficiente de segurança e o momento característico é obtido. ( = �1,4 ( = 256066,871,4 ( = 182904,91 (�#. �� Ao assumir o valor do vão teórico com 1 metro, e a distância onde será aplicada a carga nos ensaios como metade da viga (50 centímetros), é encontrado o valor para a carga máxima atuante na viga, usando a equação (5): ( = * ∗ +4 � , ∗ +² 8 (5) Onde: Mk = Momento fletor característico; P = Carga atuante; q = Carga distribuída referente ao peso próprio da viga; l = Vão teórico da viga. 182904,91 = * ∗ 814 � 0,9 ∗ 81. 8 * = 8995,89 (�# 51 Em seguida, pode-se dar sequência ao calculo da armadura, usando a seguinte equação (6): /0 = ((� − 0,4�) ∗ #1( (6) Onde: As = Área do aço; Mk = Momento fletor característico; x = Altura da linha neutra, distância da borda mais comprimda do concreto até o ponto que tem deformação e tensão nula; d = Altura útil, distância entre o eixo da armadura longitudinal tracionada até a fibra mais comprimida do concreto; Fyk = Resistência de escoamento do aço a tração característica. Portanto: /0 = 182904,91(27,5 − (0,4 ∗ 7,129)) ∗ 5000 /0 = 1,48 ��² Com isso, na viga armada com aço - que será feita para efeito de comparação com as de bambu - foram utilizados 4 Φ 8,00mm, somando uma área total de 2,012 cm², um pouco acima do calculado, pois comercialmente só há disponibilidade esses diâmetros já usados. Já a armadura comprimida, segundo os cálculos realizados, não seria necessária, por isso, estão ausentes no trabalho (apenas para efeito de facilidade na montagem da armadura, foi usado 2 Φ 5,00mm). Quanto aos estribos, resolveu-se usar uma armadura, de certa forma, exagerada (6 Φ 5,00mm a cada 25cm), para que a força cortante não seja problema, e não acarrete erros no ensaio a flexão. Já para o detalhamento da armadura longitudinal tracionada de bambu, foram usados dados coletados pela fundamentação teórica, onde a tensão média a tração do bambu da espécie Phyllostachys pubescens foi de 198,6 MPa, com isso, foi possível calcular a equivalência da área do aço, com o bambu da seguinte maneira: 52 23ç5 = 6/ (7) Onde: σaço = Tensão média a tração do aço; F = Força aplicada perpendicular a seção; A = Área da seção do aço. Portanto: 5000 = 62,012 6 = 10060 (�# Ao aplicar esta força, com a tensão média a tração do bambu obtida, o valor da área do bambu é calculado: 273879 = 6/ 1986 = 10600/ / = 5,06 ��² De posse deste valor, foi usada na armadura longitudinal tracionada duas taliscas de bambu, com as dimensões médias de 3 cm x 1 cm, acarretando assim, uma área de bambu de aproximadamente 6 cm². 3.2.2 Traço do concreto O traço unitário do concreto foi calculado através das análises granulométricas dos agregados e características físicas e mecânicas do cimento e bambu, discutidas anteriormente. Os passos do dimensionamento da dosagem, foram seguidos de acordo com o que cita a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) para os agregados que cumpram a NBR 7211. Este processo é definido com a proporção 53 adequada dos materiais, cimento, água e agregados, de maneira que o resultado atenda aos requisitos exigidos pela ABCP. De início, deve-se obter a relação água/cimento do concreto, e como já visto no item anterior, a classe de agressividade definida foi a I, e ao analisar a Tabela 10, se define que a relação água/cimento deve ser menor que 0,65. Tabela 10 - Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto Fonte: NBR 6118, 2014. Portanto, já com posse deste resultado, o próximo passo foi verificar, o Gráfico 5, que se chama curva de Abrams, e se refere a determinação da relação água/cimento em função das resistências do concreto aos 28 dias. A resistência de dosagem deve atender as condições de variabilidade prevalescentes durante a construção, sendo esta variabilidade medida pelo desvio-padrão, e como este desvio padrão não era conhecido, a condição de preparo A foi a adotada da NBR 12655 (2006), onde o cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume mediante dispositivo dosador e os agregados medidos em massa combinada com volume, contendo assim um desvio-padrão de 4,0 MPa. E para a determinação do fcj adotou-se a equação (8) recomendada na NBR 12655 (2006): #�: = #�; � 1,65 ∗ <= (8) Onde: Fcj = resistência média do concreto à compressão a j dias de idade, em MPa;
