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1 ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL PCC TECNOLOGIA DE CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS I DEFINIÇÃO E DOSAGEM DE ARGAMASSAS PARA ASSENTAMENTO DE ALVENARIA A. Escolher e justificar a escolha de uma argamassa (cimento:cal:areia), dentre as argamassas relacionadas, para as seguintes alvenarias: 1. de vedação de blocos de concreto (contraventamento) 2. de vedação de blocos de concreto celular autoclavados (só vedação) 3. resistente, de tijolos maciços (aparente) 4. resistente, de blocos de concreto para muro de arrimo a) 0:1:3; b) 1:0:4; c) 1:0,5:5; d) 1:1,5:7; e) 1:2:9; f) 1:2,5:10 B. A especificação de projeto para o traço da argamassa de assentamento de uma alvenaria de vedação de blocos de cerâmicos é 1:1,5:8,5 (cimento:cal:areia, em massa de materiais secos). Em função disto, determinar: 1. O traço em volume de areia úmida; 2. Os traços de betoneira (com dimensão das padiolas e caixas) para a mistura da argamassa intermediária e desta com o cimento (argamassa final); 3. O volume de argamassa final produzido por uma betonada e os consumos de materiais por m3. 1. Características dos materiais δ cim = 1,14 Kg/dm 3 γ cim = 3,0 Kg/dm 3 δ cal = 0,85 Kg/dm 3 γ cal = 2,5 Kg/dm 3 δ areia = 1,38 Kg/dm 3 γ areia seca = 2,65 Kg/dm 3 i areia = 1,28 h areia = 5% 2. Características das argamassas Umidade da argamassa intermediária = 15% Umidade da argamassa final = 23% d arg int = 1,85 kg/dm3 (massa unitária da argamassa intermediária) V arinc = 4% V arg (volume ar incorporado na argamassa final) 3. Características do equipamento betoneira - 580l, com carregador Revisão: 13/05/2002

2 RESOLUÇÃO EXERCÍCIO - DEFINIÇÃO E DOSAGEM DE ARGAMASSAS PARA ASSENTAMENTO DE ALVENARIA - RESOLUÇÃO DA PARTE A CARACTERÍSTICAS A SEREM CONSIDERADAS Para a análise das características das argamassas propostas é interessante montar o quadro a seguir, que apresenta comparativamente, para cada dosagem, as proporções relativas de cada material. PROPORÇÕES/ RELAÇÕES TRAÇOS cim/cal agl/agr cim/agr cal/agr a(0:1:3) 0:1 1: :3 b(1:0:4) 1:0 1:4 1:4 --- c(1:0,5:5) 1:0,5 1:3,3 1:5 1:10 d(1:1,5:7) 1:1,5 1:2,8 1:7 1:4,7 e(1:2:9) 1:2,0 1:3 1:9 1:4,5 f(1:2,5:10) 1:2,5 1:2,9 1:10 1:4 Resistência mecânica e durabilidade. - decresce de b /"c"/"d"/"e"/"f"/"a", pois decresce a relação cim/agr. Quanto maior a quantidade de cimento na argamassa, menor sua porosidade e maior a quantidade de aglomerante propiciando ligações entre os grãos de agregados. Isto torna-a mais resistente e dificulta a entrada de agentes deletérios. Por outro lado, uma argamassa excessivamente rígida pode levar a uma alvenaria com menor capacidade de acomodar deformações e com maior potencial de fissuração quando submetida a deformações de origem interna ou externa. Assim, argamassas com quantidades elevadas de cimento devem ser usadas em situações muito específicas, como por exemplo em paredes em contato com agentes agressivos, como paredes em contato com solo abaixo do lençol freático. Capacidade de absorver deformações e de distribuir esforços - aumenta de b /"c"/"d"/"e"/"f"/"a", pois aumenta a relação cal/agr - a argamassa mais fraca é menos rígida, absorvendo mais as deformações. A capacidade de absorver deformações também depende da adequada aderência entre os blocos e a argamassa. Desta forma, argamassas excessivamente fracas podem possuir um baixo potencial de aderência, diminuindo a capacidade de absorver deformações (as fissuras surgem na interface bloco-argamassa). 2

3 Capacidade de retenção de água - relacionada à quantidade de finos na mistura (relação agl/agregado) - aumenta de b /"c"/"d"/"e"/"f"/"a", Entre os finos que compõem a pasta da argamassa, encontram-se principalmente a cal, as parcelas de finos de solo (argilo-minerais existentes na areia) e o cimento. Os dois primeiros materiais possuem uma maior finura e capacidade de adsorver água na superfície de seus grãos. Assim, para relações agl/agregado semelhantes, as argamassas que possuem maior quantidade de cal ou finos de solo propiciam maior capacidade de retenção de água do que as argamassas ricas em cimento. Capacidade de aderência O potencial de aderência de uma argamassa está ligado a muitas outras propriedades, principalmente à trabalhabilidade e à capacidade de retenção de água, pois delas depende o perfeito preenchimento das juntas durante o assentamento, propiciando uma maior extensão de aderência. A retenção de água evita a perda excessiva de água para os blocos, prejudicando o preenchimento dos poros capilares por pasta de argamassa, piorando a hidratação dos aglomerantes e aumentando o potencial de retração na secagem dos blocos. Também é importante a resistência mecânica da argamassa, por propiciar uma maior resistência das cunhas de pasta que são responsáveis pela aderência mecânica. O potencial de aderência é também função das características da base sobre a qual a argamassa é aplicada. Assim, a capacidade de retenção de água da argamassa deve ser ajustada à sucção da base: Sucção da Base alta Média Baixa Retenção da Argamassa alta média baixa SITUAÇÕES DADAS NO ENUNCIADO TIPOS DE ARGAMASSA PASSÍVEIS DE USO 1 contraventamento d, e 2 só vedação f, e 3 aparente d, c 4 arrimo b, c Situação 1 3

4 Na situação 1, apesar da alvenaria servir apenas como vedação, a parede está numa situação na qual é possível prever-se que ela vai funcionar como contraventamento da estrutura (mesmo que isso não tenha sido planejado). Assim, torna-se crítica tanto a capacidade de acomodar deformações desta argamassa, como a sua capacidade de aderência. A dosagem d é uma dosagem intermediária, com uma quantidade razoável de cimento, porém não em excesso, podendo propiciar as características indicadas acima. Os blocos de concreto de boa qualidade não possuem grande absorção inicial. Assim, a quantidade de cal da dosagem d deve ser suficiente para a trabalhabilidade e a retenção de água necessária para a boa execução do serviço. Alternativamente, pode-se também utilizar a dosagem e, mais fraca, desde que esta propicie uma aderência adequada entre bloco e argamassa (esta aderência pode ser medida através de ensaio realizado na própria obra ensaio de tração na flexão). Situação 2 Na segunda situação trata-se de uma alvenaria só de vedação, sujeita a solicitações provenientes apenas de peso próprio de cargas de utilização, de tensões internas, sem grande solicitação estrutural. Em termos de durabilidade, esta alvenaria é necessariamente revestida, estando protegida dos agentes deletérios do meio ambiente pelo revestimento. Por outro lado, os blocos de concreto celular autoclavados possuem alta sucção inicial e elevado potencial de retração por secagem. Desta forma, as propriedades que devem ser privilegiadas nesta situação são a capacidade de retenção de água e a capacidade de acomodar deformações. Assim, opta-se pela dosagem f que apresenta uma grande capacidade de retenção de água por possuir elevada proporção de cal na sua dosagem. Pode-se alternativamente utilizar a dosagem e para que, com uma maior quantidade de cimento, proporcione um maior potencial de aderência. Situação 3 Nesta situação temos uma alvenaria resistente aparente. Os principais requisitos para esta argamassa são de proporcionar uma boa durabilidade. Apesar de ser uma alvenaria resistente, a resistência à compressão da argamassa tem pouca influência na resistência à compressão da alvenaria. Desta forma, a resistência mecânica da mesma deve ser adequada a este uso, porém não muito exagerada, pois assim poderíamos diminuir muito significativamente a capacidade de absorver deformação e trabalhabilidade, que também são extremamente importantes. A argamassa sugerida d é uma argamassa com uma quantidade intermediária de cimento e cal, podendo propiciar as propriedades indicadas acima. Caso avalie-se que as condições de agressividade do meio sejam muito elevadas, ou que as solicitações de cisalhamento e flexão nas paredes sejam significativas, pode-se optar 4

5 pela dosagem c, que por ser mais rica possibilita uma maior durabilidade e também aderência para tijolos cerâmicos maciços (que podem ser molhados no assentamento, dispensando que a argamassa possua uma capacidade de retenção de água muito elevada). Situação 4 Nesta situação temos uma alvenaria que certamente estará sujeita a grandes esforços de flexão e deve possuir uma durabilidade elevada por estar em contato direto com o solo. Assim, a argamassa utilizada deve possuir uma quantidade elevada de cimento em sua composição, para potencializar a durabilidade. Recomenda-se nesta situação a argamassa de traço b, por possuir apenas cimento em sua dosagem. Nesta situação, a trabalhabilidade necessária deve ser garantida pela utilização de uma areia com boas características (de granulometria contínua, grãos arredondados e parcela de finos argilosos maior que 5%). Caso não se consiga a trabalhabilidade adequada com a areia em utilização, seria possível acrescentar uma pequena parcela de cal na argamassa para corrigir esta deficiência. Cabe ressaltar, também, que nesta situação a capacidade de acomodar deformações não é tão crítica, pois, por ser um muro de arrimo esta alvenaria estará bastante reforçada por armadura colocadas em sua seção e que, nesta situação, o surgimento de pequenas fissuras por movimentação interna da alvenaria não é crítico para o desempenho funcional da parede (é uma alvenaria externa). Caso avalie-se que as tensões não sejam muito elevadas (muro de arrimo baixo) e que as condições de agressão do meio não sejam críticas (solo com nível de lençosl freático baixo, existência de dreno que impede o contato da água do solo com a alvenaria), seria possível empregar uma dosagem com menor proporção de cimento como a dosagem c. RESOLUÇÃO DA PARTE B Relações massa massa unitária = δ =. vol. aparente massa massa específica = γ =. vol. real Vh vol. apar. úmido i = inchamento =.. =.. V 0 vol. apar. seco 5

6 V arg = V cim + V cal + V areia seca + V H2O + V ar inc V = volume real 1.1. Traço em massa 1:p:q 1:1,5:8, Transformação do traço em massa seco para traço em volume seco massa massa unitária = δ =.. vol. aparente volume massa 1 δ X A A X =.. δ Traço em volume materiais secos 1 p q.. :.. :.. δ cim δ cal δ areia seca 1 1,5 8,5.. :. :... 1 : 2,01 : 7,02 (volume seco) 1,14 0,85 1, Transformação do traço em volume seco para traço em volume úmido Vh i =.. V h 1,28 =.. V 0 7,02 V h = 1,28 x 7,02 = 9,0 Traço em volume materiais úmidos - 1 : 2,0 : 9,0 6

7 2.1. Definição da argamassa intermediária Traço em volume de materiais úmidos - 1:4,5 (cal:areia). Volume de um saco de cal (20 kg) 20 Kg.. = 23,5 dm 3 0,85 Kg/dm 3. Quantidade de areia para um saco de cal 4,5x23,5 = 105,75 ~ 106dm 3 areia úmida. Supondo uma padiola com as seguintes dimensões: 35x45x23 cm, resulta em 36,23 l cada padiola, sendo que para três padiolas tem-se aproximadamente 109 l de areia úmida Definição do traço de betoneira (580 l) 1 saco de cal - 23,5 l 3 padiolas areia - 109,0 l água - (?) Determinação da quantidade de água a adicionar Supondo a umidade da argamassa intermediária de 15% com relação à massa de materiais secos, tem-se: = 85 l areia seca 1,28 que resulta em 117,5 Kg areia seca; daí ,5 = 137,5 Kg materiais secos 137,5 x 0,15 = 20,6 kg de água total na argamassa - determinação da quantidade de água contida na areia úmida (h=5%) 117,5 x 0,05 = 5,87 kg de água. Total de água a acrescentar: 20,6-5,9 = 14,7 l/saco de cal Definição da quantidade de material a ser colocado na betoneira, em função de sua capacidade Vcal + Vareia + Vágua = Vmateriais 23, ,0 l + 14,7 l = 147,2 l. Como a betoneira comporta 580 l, pode-se colocar 3 X 147,2 = 441,6 l, daí resulta para cada betonada: 3 x 1 = 3 sacos cal 3 x 3 = 9 padiolas areia 3 x 14,7 = 44 l de água 7

8 Volume produzido por betonada Supondo que: Volume de argam. intermediária = Volume de areia seca, tem-se: Volume de argamassa produzido por betonada = 255 litros (3 X 85 l) 2.3. Dosagem da argamassa mista traço em volume de areia seca - 1:2:9/1,28 = 1:2:7,02 1 dm 3 cimento dm 3 arg. interm. 1 dm 3 cim - 7,02 dm 3 arg. int. 1,14 Kg cim - 7,02 dm 3 arg. int. 50 Kg cim dm 3 arg. int. e portanto pode-se dosar: 1 saco cimento 11 padiolas de 35 x 45 x 18 cm, de argamassa intermediária (=311 l) Considerando arg int = 1,85 Kg/dm 3, tem-se que o peso de uma padiola é igual a ~ 53 Kg, podendo ser transportada por dois operários; portanto, as dimensões escolhidas estão adequadas Definição do volume de argamassa produzido por uma betonada V arg = V cim + V cal + V areia + V H2O + v ar incorporado M cim M cal m areia V arg = m agua + 0,04 V arg γ cim γ cal γ areia m água = 0,23 (m cim + m cal + m areia ) Definição do volume de argamassa para 1 Kg de cimento 1 1 p q V arg = ,23 x (1 + p + q) 0,96 γ cim γ cal γ areia 1 1 1,5 8,5 V arg = ,23 x (11) 0,96 3,0 2,5 2,65 V arg = 6,95 dm 3 /kg cim. para 50 kg de cimento tem-se: 348 dm 3 argamassa 8

9 3.2. CONSUMO DE MATERIAIS por m 3 de ARGAMASSA 1 Kg cimento 6,95 dm 3 x 1000 dm x 1 Kg cimento.. = 144 Kg 6,95 cal 144 x 1,5 = 216 Kg 144 x 8,5 areia.. x 1,28 = 1,14 m3 areia úmida 1,38 9

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