UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

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1 1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA ESTUDO COMPARTIVO ENTRE ESTRUTURAS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E CONCRETO ARMADO EDA TUANE CAVALCANTE SOARES MOSSORÓ - RN 2011

2 2 EDA TUANE CAVALCANTE SOARES ESTUDO COMPARATIVO ENTRE ESTRUTURAS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E CONCRETO ARMADO Monografia apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas para obtenção do título de Bacharel em Ciência e Tecnologia. Orientadora: Prof.ª Drª. Sc. Halane Maria Braga F. Brito UFERSA. MOSSORÓ - RN 2011

3 3 EDA TUANE CAVALCANTE SOARES ESTUDO COMPARATIVO ENTRE ESTRUTURAS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E CONCRETO ARMADO Data de defesa: 14/12/2011 BANCA EXAMINADORA Profª. Drª. Sc. Halane Maria Braga F. Brito - UFERSA Presidente Profª. Dra. Sc. MARINEIDE JUSSARA DINIZ - UFERSA Primeiro Membro Profº. Dra. Sc. MARILIA PERREIRA DE OLIVEIRA - UFERSA Segundo Membro

4 4 DEDICATÓRIA Dedico esse trabalho a minha irmã, Alana Cavalcante (in memorian). Aos meus pais, José Edson e Vagner Cavalcante, que sempre me incentivaram e me acompanharam em todos os momentos.

5 5 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, que me iluminou em todos os momentos; Agradeço a Professora orientadora Halane Maria, que mesmo em momentos difíceis, apoiou e incentivou continuamente esse trabalho; Aos colegas de turma pelo companheirismo e incentivo nos momentos difíceis da caminhada, em especial, Ana Talia, Bruno Oliveira, Dayse Saraiva, Iasmyn Cabral, Mayra Almeida e Skorzeny Alisson; A Leydja Dayane e Maria Rosicleide, por todo apoio, incentivo, companheirismo e compreensão.

6 6 RESUMO Atualmente, a economia dentro da execução das construções tem sido amplamente discutida e priorizada pelos empresários do ramo. Assim, a adoção de um sistema construtivo que se adéqüe mais ao tipo da obra, pode propiciar a mesma uma execução com maior rapidez, facilidade, qualidade e conseqüente redução dos custos. O menor custo da alvenaria estrutural em comparação com o concreto armado leva a realização de muitos estudos nessa área, pois a economia na construção diminui o preço final da obra, tornando o empreendimento mais viável e sua comercialização mais rápida, nunca deixando de se considerar a segurança estrutural das edificações e de se continuar buscando uma melhor relação entre o preço e a qualidade das construções. Mesmo assim a alvenaria estrutural ainda enfrenta algumas dificuldades quanto a sua implantação, principalmente pelo desconhecimento de suas técnicas em comparação com o concreto armado tradicional que já é consolidado devido à facilidade de adaptação a variadas formas e a sua fácil execução. Sendo assim, o trabalho aborda a comparação entre esses dois métodos construtivos, levando em consideração alguns aspectos, como redução do custo total, tempo de execução, segurança estrutural, utilização me materiais e mão-de-obra, entre outros, buscando as vantagens de cada método construtivo. Palavras-chave: Alvenaria Estrutural. Concreto Armado. Comparativo de Estruturas.

7 7 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Ensaio de peneiramento normal das areias Tabela 2 - Categoria de Britas Tabela 3 - Limites máximos aceitáveis de substâncias nocivas no agregado miúdo com relação à massa do material Tabela 4 - Principais tipos de aditivos para concreto e argamassa e suas caracteristicas básicas... 26

8 8 LISTA DE QUADROS Quadro 1 Tipos de Cimento Portland Quadro 2 - Resumo comparativo... 41

9 9 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Estrutura do trabalho Figura 2 - Pirâmides de Guizé Figura 3 - Catedral de Reims Figura 4 - Coliseu Figura 5 Monadnock Building, Chicago Figura 6 - Hotel Excalibur, Las Vegas Figura 7 - Barco em "argamassa armada", criado pelo frances Joseph-Louis Lambot, Figura 8 - MON - Museu Oscar Niemeyer Figura 9 - Estrutura linear Figura 10 - Esquema de composição do concreto armado Figura 11 - Exemplos de aditivos no cimento Portland Figura 12 - Fios de aço Figura 13 - Cordoalhas Figura 14 - Malhas soldadas Figura 15 - Detalhe das formas do Edifício B Figura 16 - Edifício A Figura 17 - Edifício B Figura 18 - Edifício C Figura 19 - Estrutura laminar Figura 20 Tipos de blocos utilizados na alvenaria estrutural Figura 21 - Edifício D Figura 22 - Edifício E Figura 23 - Detalhe da utilização de blocos diferentes no Edifício D... 40

10 10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVO Objetivo geral Objetivo específico JUSTIFICATIVA METODOLOGIA REVISÃO DE LITERATURA ASPECTOS HISTÓRICOS CONCRETO ARMADO Conceituação Componentes do concreto armado Agregados Cimento Portland Água Aditivos Aço Aspectos técnicos e econômicos Vantagens do concreto armado Desvantagens do concreto armado Obras em concreto armado em Mossoró ALVENARIA ESTRUTURAL Conceituação Classificação Componentes da alvenaria estrutural Unidade... 34

11 Argamassa Graute Armaduras Aspectos técnicos e econômicos Vantagens da Alvenaria Estrutural Desvantagens da alvenaria estrutural Obras em alvenaria estrutural em Mossoró ESTUDO COMPARATIVO ENTRE OS MÉTODOS CONSTRUTIVOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E CONCRETO ARMADO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 43

12 12 1. INTRODUÇÃO Com o setor da construção civil cada vez mais aquecido, acirra-se a concorrência ente as empresas o que move o desenvolvimento de novas técnicas e o melhoramento dos sistemas construtivos, visando, principalmente, a racionalização dos insumos para a diminuição dos custos das construções, buscando sempre eficiência para se ter maior lucratividade. A alvenaria estrutural é uma boa alternativa para a diminuição dos custos, não é de hoje que ela vem sendo utilizada, mas com estudos mais recentes tem aumentado sua rapidez de aplicação, eficiência, economia e a possibilidade reutilização dos materiais. Esses aspectos explicam o maior emprego desse método na construção de conjuntos habitacionais que visam às classes sociais de renda mais baixa. Já as estruturas de concreto armado por se adaptarem a diversas formas e serem de fácil execução, são amplamente difundidas. São muito utilizadas em grandes obras, como viadutos, pontes, passarelas e etc. Para se garantir a segurança da construção, é necessário que se analisem vários aspectos desde o projeto até a execução. É importante que se conheçam os materiais a serem utilizados e as normas técnicas vigentes, nacionais e internacionais. Gastos considerados como custos são aqueles em que se consomem os bens próprios para que haja uma produção de outro bem. Diferente de despesas, o custo pode gerar um resultado financeiro, que consideramos como lucro ou prejuízo. Em uma empresa da construção civil, os salários dos pedreiros, carpinteiro, pintores etc., assim como os preços unitários dos materiais necessários para a construção de um prédio, são considerados como custo de produção. (Ferrari, 2002).

13 13 A figura 1 ilustra a estrutura proposta pelo trabalho, com indicação de cada capítulo. Figura 1 - Estrutura do trabalho Fonte: Autoria própria (2011)

14 14 2. OBJETIVO 2.1 Objetivo geral Este trabalho tem como objetivo estudar e apresentar os aspectos gerais, dos métodos estruturais construtivos de alvenaria estrutural e concreto armado. 2.2 Objetivo específico A partir do estudo da alvenaria de concreto armado e alvenaria estrutural será feita uma comparação entre esses sistemas construtivos com o objetivo de se analisar qual o melhor sistema, se baseando em custo com materiais, mão-de-obra, tempo, entre outros. Porém é importante saber que a escolha do método construtivo dependerá de cada edificação com suas características próprias, como altura da edificação, tipo de uso e arranjo arquitetônico. 3. JUSTIFICATIVA Com o grande crescimento no setor da construção civil, há também o crescimento na concorrência neste setor, devido a isso tem se dado grande enfoque a economia dentro da construção, por meio da redução do desperdício de materiais, mão de obra, entre outros. O estudo das estruturas de alvenaria estrutural e de concreto armado podem nos ajudar a discernir qual o método mais vantajoso a ser utilizado visando diminuição de custo e aumento na qualidade. 4. METODOLOGIA Segundo Minayo (1994, p. 16), a atividade básica da ciência na sua indagação e construção da realidade. É a pesquisa que alimenta a atividade de ensino e a atualiza frente à realidade do mundo. Foi realizado no trabalho uma pesquisa bibliográfica em torno dos métodos construtivos de alvenaria estrutural e concreto armado. Para isto, foi utilizado como base livros, normas, dissertações, teses, artigos científicos e sites especializados.

15 15 5. REVISÃO DE LITERATURA 5.1 ASPECTOS HISTÓRICOS A alvenaria estrutural vem sendo utilizada desde a antiguidade, sendo considerado um sistema construtivo muito tradicional. Tem suas origens na Pré-história, sendo assim um dos mais antigos métodos de construção. Alguns exemplos de obras construídas pelo método da alvenaria estrutural na antiguidade são as Pirâmides de Guizé, Catedral de Reims, Coliseu, entre outras, tais monumentos são mostrados nas figuras 2,3 e 4 a seguir. De acordo com Prudêncio JR et al (2002), a alvenaria estrutural mostrou a sua capacidade portante com as obras monumentais construídas ao longo dos séculos em todas as partes do mundo. Figura 2 - Pirâmides de Guizé Fonte: Figura 3 - Catedral de Reims Fonte: pt.wikipedia.org

16 16 Figura 4 - Coliseu Fonte: guiadoviajante.info Originalmente, as primeiras construções com esse método apresentavam grandes espessuras, devido aos seus métodos empíricos de dimensionamento. Um dos principais exemplos é o Monadnock Building (Fig. 5), localizada em Chicago, tem 16 andares e a espessura das paredes da sua base é de 1,8m. (RAMALHO E CORRÊA, 2003). Figura 5 Monadnock Building, Chicago. Fonte: Outro exemplo da aplicação do método construtivo de alvenaria estrutural é o Hotel Excalibur (Fig. 6), em Las Vegas, EUA. É o mais alto edifício construído com essas características estruturais, as paredes estruturais foram construídas com alvenaria armada de blocos de concreto, sua resistência de compressão, na base, foi estimada em aproximadamente 28MPa. O hotel possui 4 torres, de 28 pavimentos, e cada uma possui 1008 quartos.

17 17 Figura 6 - Hotel Excalibur, Las Vegas. Fonte: Segundo RAMALHO E CORRÊA (2003), muitos monumentos seguiam o princípio de transmissão de ações através de tensão de compressão, se desenvolvendo através do empilhamento puro e simples de unidades, tijolos ou blocos de diversos materiais como argila, pedra e outros. Vãos até podiam ser criados, mas sempre por peças auxiliares, como, por exemplo, vigas de madeira ou pedra, e mesmo assim com bastante limitação quanto ao tamanho. Apenas no séc. XIX aconteceram progressos relevantes na construção civil, devido ao fato de unir o concreto com um material de grande resistência a tração, assim nasceu o concreto armado, o primeiro objeto feito com essas novas características foi um barco (Fig. 7) idealizado em 1849 pelo francês Lambot. (RAMALHO E CORRÊA, 2003). O Museu Oscar Niemeyer (Fig. 8) é um exemplo de edificação moderna construída com o método construtivo do concreto armado, localizado na cidade de Curitiba, capital do estado do Paraná, Brasil. Figura 7 - Barco em "argamassa armada", criado pelo frances Joseph-Louis Lambot, Fonte:

18 18 Figura 8 - MON - Museu Oscar Niemeyer Fonte: No início do séc. XX as estruturas em concreto armado começaram a ser mais utilizadas nas grandes obras, porém devido a escassez do aço, causada pela segunda guerra mundial, houve grande disseminação da alvenaria estrutural em todo o mundo. Segundo Ramalho e Corrêa (2003) a partir da década de 50 voltou a ser empregada a alvenaria estrutural com a construção de prédios com paredes externas de 37,5cm de espessura e internas 15 cm. Em meados do século XX, com a necessidade do mercado em buscar novas técnicas alternativas de construção, a alvenaria foi, por assim dizer, redescoberta. A partir daí um grande número de pesquisas foram desenvolvidas em muitos países, permitindo que fossem criadas normas, e adotados critérios de cálculo baseados em métodos racionalizados. (CAMACHO, 2006). De acordo com Roberto Racanicchi (2001), no Brasil, em São Paulo, foram construídos alguns prédios de 4 andares, após a implantação em 1966 de alvenaria estrutural, porém o desenvolvimento desta se deu de maneira muito lenta. Por vários anos esse método ficou de lado devido ao preconceito sofrido, pois os construtores e projetistas possuíam maior domínio sobre a tecnologia do concreto armado, havia também pouca divulgação deste na formação profissional. E somente, na década de 80, a alvenaria estrutural conseguiu mais espaço, quando construtoras e produtoras de blocos iniciaram investimentos nesta tecnologia para torná-la cada vez mais vantajosa.

19 CONCRETO ARMADO Conceituação As estruturas de concreto armado resultam da união do concreto simples com as barras de aço. Segundo Araújo (2003) o aço é colocado no interior do concreto devido à baixa resistência à tração do concreto (cerca de 10% da resistência à compressão), sendo assim as barras de aço têm a função de absorver os esforços de tração na estrutura, elas também servem para das uma maior capacidade de carga as peças comprimidas. Segundo Richter (2007) a estrutura do concreto armado é chamada de linear ou reticulada, pois as cargas atuantes nas estruturas são suportadas por vigas, lajes e pilares, a figura 9 representa a estrutura linear do concreto armado. Figura 9 - Estrutura linear Fonte: RICHTER (2007) As vigas, lajes e os pilares são definidos segundo a NBR 6118 como, vigas são elementos lineares em que a flexão é preponderante, lajes são elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações normais a seu plano e os pilares são elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes. De acordo com Fusco (2008) para composição do concreto armado tem-se a mistura do cimento hidráulico (aglomerante) com a água formando a pasta de cimento. Adicionandose o agregado miúdo (areia natural ou britada) se obtêm a argamassa de cimento. Juntando com o agregado graúdo (pedregulho natural ou britado) tem-se o concreto simples. Assim, o concreto estrutural é composto pelo concreto simples e a armadura de aço.

20 20 Pode ser adicionados aditivos, que servem para melhorar ou conferir algumas qualidades ao concreto como, trabalhabilidade, resistência, compacidade, durabilidade, bombeamento e fluidez. A figura 10 representa esquematicamente a composição do concreto armado. Figura 10 - Esquema de composição do concreto armado Fonte: Autoria própria (2011). Podem ser adicionados também ao concreto, fibras sintéticas de propileno, poliéster ou náilon, fibras de aço e carbono, fibra de vidro entre outros. Esses materiais podem conferir ao concreto algumas características como aumento da resistência ao fogo, a abrasão e ao impacto, redução da absorção de água e substâncias químicas e redução da retração do concreto. O concreto endurece devido às reações químicas entre o cimento e a água, esse processo é chamado de hidratação do cimento, apresentado aumento de resistência com o tempo. O concreto possui uma boa resistência a compressão, de acordo com a NBR 8953 ele pode ser dividido em: Concreto de baixa resistência 10 a 19 MPa Concreto de resistência normal 20 a 50 MPa Concreto de alta resistência 51 a 100 MPa

21 21 A associação do concreto com a armadura só é possível devido ao coeficiente de dilatação dos dois materiais serem aproximados e pela grande aderência entre eles Componentes do concreto armado O concreto armado estrutural é composto por concreto simples e armadura de aço, nos itens a seguir são discriminados cada componente do concreto armado Concreto simples Agregados De acordo com MEHTA (1994), o agregado é caracterizado como um material granular composto por areia, pedra britada, pedregulho ou escória de alto forno, esses materiais representam cerca de 80% do peso do concreto. A adição de agregados ao concreto fornece uma maior resistência aos desgastes e aos esforços e uma redução do custo, pois seu custo é menor do que o do cimento. O agregado é inerte, ou seja, não reage quimicamente com o cimento. Os agregados podem ser divididos de acordo com a composição granulométrica, em agregados graúdos e miúdos. Segundo a NBR 7211, agregado miúdo é o material que passa na peneira ABNT de 4,8 mm e que fica retido na peneira ABNT de 150 µm. Já o agregado graúdo é o material retido na peneira ABNT de 4,75 mm e passam na peneira com abertura nominal de 75 mm. De acordo com Fusco (2008) para que se conheça a composição granulométrica do agregado miúdo, é necessário que se faça o ensaio de peneiramento, nele são usadas 7 peneiras de malha quadrada, cujas percentagens acumuladas, em peso, são especificadas pela tabela 1:

22 22 Tabela 1 - Ensaio de peneiramento normal das areias Peneiras aberturas nominais Percentagens acumuladas em mm (série normal ABNT) Zona ótima Zona utilizável 9,5 8,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Fonte: FUSCO (2008) Ainda de acordo com Fusco (2008), para os agregados graúdos, não são necessárias tantas especificações quanto a composição granulométrica, geralmente são consideradas por categoria de britas, essas categorias são determinadas em função dos tamanhos predominantes dos grãos e dos diâmetros característicos (máximos), como representado pela tabela 2 a seguir: Tabela 2 - Categoria de Britas Categoria Dimensões Máximo diâmetro (mm) característico (mm) Brita 0 4,8 9,5 9,5 Brita 1 9, Brita Brita Brita Brita Fonte: Fusco (2008). Os agregados podem ser classificados, ainda em artificiais e naturais, sendo as artificiais obtidas a partir de processos de transformação, como o britamento, obtidas a partir de argila, rocha e escora de alto-forno. As naturais são extraídas diretamente da natureza. Hoje também se utilizam agregados provenientes de reciclagem dos resíduos da construção, se estes estiverem de acordo com os requisitos de qualidade.

23 23 Segundo o peso específico aparente os agregados podem ser classificados, de acordo com a NBR 9778, em leves com massa específica menor que 2000 kg/m 3 ; médios com massa específica aparente entre 2000 e 2500 kg/m 3 ; pesados com massa específica aparente maior que 2500 kg/m 3. Segundo Mehta e Monteiro (2008), a granulometria contínua, com equilíbrio na proporção dos quantitativos de dimensões, produz concreto trabalhável e econômico. Os agregados não têm formato definido, podendo ser cúbicos, alongados ou lamelares e possuírem superfície rugosa ou lisa, esse aspecto pode aumentar a aderência do material a pasta. A NBR 7211 (2005) também ressalta que os agregados devem ser compostos por grãos de minerais duros, compactos, estáveis, duráveis e limpos, não devem conter substâncias capazes de interferir na hidratação e endurecimento do cimento, na proteção contra a corrosão da armadura, durabilidade ou aspecto visual externo do concreto. A tabela 3 se refere aos limites máximos aceitáveis de substâncias nocivas para os agregados miúdos.

24 24 Tabela 3 - Limites máximos aceitáveis de substâncias nocivas no agregado miúdo com relação à massa do material Determinação Método de ensaio Quantidade máxima relativa à massa do agregado miúdo % Torrões de argila e materiais friáveis ABNT NBR ,0 Materiais carbonoso 1) Material fino que passa através da peneira 75 µm por lavagem (material pulverulento) Impurezas orgânicas 2) ASTM C 123 ABNT NBR NM 46 ABNT NBR 7221 Concreto aparente 0,5 Concreto não aparente 1,0 Concreto submetido a desgaste superficial Concreto protegido de desgaste superficial ABNT NBR NM 49 Diferença máxima aceitável entre os resultados de resistência à compressão comparativos 3,0 5,0 Solução obtida no ensaio deve ser mais clara do que a solução-padrão 1) Quando não for detectada a presença de materiais carbonosos durante a apreciação petrografica, pode-se prescindir do ensaio de quantificação dos materiais carbonosos (ASTM C 123). 2) Quando a coloração da solução obtida no ensaio dor mais escura do que a solução-padrão a utilização do agregado miúdo deve ser estabelecida pelo ensaio previsto na ABNT NBR Fonte: ABNT NBR % Cimento Portland É considerado um aglomerante hidráulico, já que sob a ação da água ele endurece. É produto da calcinação do clínquer, este é constituído de calcário, argila e minério de ferro, que são moídos e formam uma farinha que é calcinada a aproximadamente 1450 ºC, transformando-se no clínquer. O clínquer é misturado ao gesso, para a regularização do tempo de pega ou endurecimento inicial, podendo também ser adicionado escórias de alto-forno, calcário e cinzas, dependendo do objetivo o qual o cimento se destina. De acordo com a NBR os aditivos são substâncias adicionadas em pequenas quantidades ao cimento Portland e que modificam algumas de suas características com o objetivo de adequá-las a algumas condições. A figura 11 apresenta alguns aditivos no cimento.

25 25 Figura 11 - Exemplos de aditivos no cimento Portland Fonte: O cimento pode ser dividido por tipos e dentro dessa classificação podem existem subdivisões quanta a resistência. A seguir o quadro 1 com os tipos de cimento Portland: Quadro 1 Tipos de Cimento Portland CP I Cimento Portland Comum CP I-S Cimento Portland Comum com adição CP II-E Cimento Portland Comum com Escória CP II-Z Cimento Portland Composto com Pozolana CP II-F Cimento Portland Composto com Filer CP III Cimento Portland de Alto Forno CP IV Cimento Portland Pozolânico CP V ARI Cimento Portland de Alta Resistência inicial Fonte: Água A água utilizada na mistura deve ser limpa, sem contaminação por substâncias como óleos, graxas, ácidos, materiais orgânicos, sais ou qualquer impureza que possa atrapalhar o processo de hidratação do cimento, a sua trabalhabilidade ou modificar suas características físicas e mecânicas.

26 Adições As adições constituem no máximo 5% da massa do concreto. Algumas propriedades que podem ser conferidas ou melhoradas através da incorporação das adições ao concreto são, aumento da resistência, do tempo de pega, melhora a durabilidade, diminuição da quantidade de vazios, incorporação de ar ou água, limitar a retração, diminuição do tempo para a retirada das formas e etc. Tabela 4 - Principais tipos de adições para concreto e argamassa e suas caracteristicas básicas Adições* Propriedades Plastificante Superplastificante tipo I Superplastificante tipo II (aditivos de 3ª geração) Retardador Acelerador Incorporador de ar Polifuncional Impermeabilizantes Modificador viscosidade de Reduz o consumo de água em pelo menos 6%, diminui o consumo de cimento, aumenta a trabalhabilidade e a fluidez do concreto e da argamassa. Reduz o consumo de água em índice mínimo de 12%, mantendo as propriedades habituais dos plastificantes. Acentua as propriedades dos superplastificantes tipo I, conferindo, por exemplo, tempo muito maior de trabalhabilidade, e pode reduzir o consumo de água em índices superiores a 40%. Prolonga o tempo de dissipação do calor e o tempo de pega (tempo no qual o concreto começa a endurecer). Pela ação catalítica, acelera o tempo de pega e endurecimento do concreto e da argamassa. Incorpora a concretos e argamassas minúsculas bolhas de ar, capazes de absorver tensões potencialmente danosas a essas misturas. Muito usado em países de inverno rígido, pois a água, ao congelar no interior do concreto, aumenta de volue, e pode provocar tais tensões. Categoria intermediaria entre os plastificantes e os superplastificantes. Via hidrofugação, impermeabiliza o sistema de vazos e canalículos de concretos e argamassa. Combinado aos superplastificantes mais modernos, pode gerar o concreto auto-adensável, cuja elevada viscosidade permite o preenchimento de formas bastante delgadas apenas sob influencia de seu próprio peso, sem a necessidade de realização do processo de vibração.

27 27 Agente de cura Via ação impermeabilizante, impede a saída da água durante a cura do concreto, aumentando assim a sua resistência. Redutor de retração Via ação química com o cimento, busca reduzir as fissuras decorrentes de retração plástica ou por secagem. Expansor Provoca expansão do concreto nas fases iniciais da pega, aumentando sua aderência e sua impermeabilidade, sem porem dotar esse concreto de nenhuma função estrurural. *Existem também aditivos com efeitos combinados, como plastificantes e superplastificantes aceleradores ou retardadores. Fonte:Adaptado de Aço A utilização do aço em conjunto com o concreto simples foi uma grande revolução para a construção civil, pois possuem grande aderência e coeficientes de dilatação muito próximos. Araújo (2003) ressalta que se não houvesse aderência entre o aço e o concreto, não haveria o concreto armado, pois devido à aderência, as deformações das barras de aço são praticamente iguais às deformações do concreto. De acordo com a sua funcionalidade o aço pode ser em barras laminadas, lisas ou com rugosidades, fios (figura 12), cordoalhas (figura 13) e malhas soldadas (figura 14). Figura 12 - Fios de aço Fonte: Figura 13 - Cordoalhas

28 28 Fonte: Figura 14 - Malhas soldadas Fonte: Aspectos técnicos e econômicos Vantagens do concreto armado Não exige equipamentos muito sofisticados para o seu preparo, transporte, adensamento e vibração; sua moldagem é fácil e geralmente são necessárias apenas formas de madeira ou plásticas, permitindo a sua utilização em diversos tipos de estruturas e também não exige mão de obra qualificada. O concreto armado tem inúmeras vantagens sobre os demais materiais estruturais, como: economia; facilidade de execução em diversos tipos de formas; resistência ao fogo, aos agentes atmosféricos e ao desgaste mecânico; praticamente não requer

29 29 manutenção ou conservação; permite facilmente a construção de estruturas hiperestáticas (estruturas com reservas de segurança). (Araújo, 2003) O monolitismo, que é uma característica do concreto armado, significa que todas as suas peças estruturais estão conectadas de maneira que a força aplicada em uma é distribuída para todas as outras, isso garante as obras uma grande segurança estrutural. Sua moldagem é realizada através de fôrmas, que podem ser muito variadas, garantindo fácil utilização, manuseio, como também possibilita diversidade quanto à concepção arquitetônica. A utilização de peças pré-moldadas também pode trazer uma rapidez na construção Desvantagens do concreto armado O concreto armado apresenta alguns pontos negativos, entre eles destaca-se, o seu grande peso próprio que ocasiona uma maior carga nos pilares e conseqüentemente, na fundação as estrutura. Possui uma menor proteção térmica, dificuldades em demolições e reformas, modificações na estruturas pedem uma revisão do projeto estrutural, muitas vezes é necessário que se façam reforços nas estruturas devido a essas modificações. Outra desvantagem é a fissuração do concreto, que pode ocorrer devido a sua baixa resistência a tração e também pela própria característica de retração desse material. Grande consumo de fôrmas de madeiras ou plásticas, porém estas possuem uma durabilidade muito maior, podendo ser reutilizadas mais vezes. Além dos custos com o cimbramento, que são escoras que apóiam as vigas e lajes, transferindo o peso que está atuando sobre essas estruturas para o piso ou pavimento inferior. Um último detalhe, é que para execução das instalações elétricas e hidráulicas é necessário que se façam rasgos na parede, o que gera muito entulho, desperdício de material, mão-de-obra e tempo. Outras desvantagens citadas por Araújo (2003) são as dificuldades para a execução de reformas ou demolições e uma menor proteção térmica.

30 30 A modelagem do concreto armado é feita pela utilização de formas (Figura 15). Essas fôrmas, desempenhando adequadamente as suas funções, apresentaram segundo Barros e Melhados (1998) o seguinte custo percentual em relação a um edifício: Custo da fôrma = 50% do custo de produção do concreto armado; Custo do concreto armado = 20% do custo da obra como um todo; Custo da fôrma = 10% o custo global da obra. Figura 15 - Detalhe das formas do Edifício B Fonte: Autoria própria (2011) Obras em concreto armado em Mossoró Mossoró é uma cidade do Rio Grande do Norte, em amplo crescimento da construção civil, muitos edifícios estão sendo construídos, tanto em alvenaria estrutural quanto em concreto armado, podemos visualizar nas figuras 16, 17 e 18 algumas construções em concreto armado.

31 31 Figura 16 - Edifício A Fonte: Autoria própria (2011). Figura 17 - Edifício B Fonte: Autoria própria (2011)

32 32 Figura 18 - Edifício C Fonte: Autoria própria (2011). 5.3 ALVENARIA ESTRUTURAL Conceituação Segundo Santos (1998), Alvenaria Estrutural é toda a estrutura em alvenaria, predominantemente laminar, dimensionada por procedimentos racionais de cálculo para suportar cargas além de seu peso próprio. A estrutura laminar da alvenaria estrutural esta representada na figura 19. Ela desempenha dois papéis nas edificações, de vedação e resistência. A alvenaria estrutural pode se dividir em alvenaria em alvenaria estrutural não armada, alvenaria estrutural armada, alvenaria estrutural parcialmente armada e alvenaria estrutural protendida.

33 33 Figura 19 - Estrutura laminar Fonte: RICHTER (2007) De acordo com Roman et al. (1999), a alvenaria estrutural apresenta uma enorme vantagem de [...] incorporar facilmente os conceitos de racionalização, produtividade e qualidade, produzindo, ainda, construções com bom desempenho tecnológico aliado a baixos custos. Os componentes da alvenaria são a unidade de alvenaria e a junta de argamassa e dependendo do tipo de alvenaria estrutural empregada também pode-se considerar como componentes o aço e o coxim. Seus materiais básicos são cimento, cal, areia, argila, pedrisco, argamassa e graute além do aço Classificação A alvenaria estrutural pode ser classificada segundo Tauil e Nesse (2010) a) Alvenaria estrutural não-armada tipo de alvenaria que não recebe graute, mas os reforços de aço (barras, fios, telas) apenas por razões construtivas vergas de portas, vergas e contravergas de janelas e outros reforços construtivos para aberturas e para evitar patologias futuras: trincas e fissuras provenientes da acomodação da estrutura, movimentação por efeitos térmicos, de vento e concentração de tendões. b) Alvenaria armada ou parcialmente armada - tipo de alvenaria que recebe reforços em algumas regiões, devido a exigências estruturais. São utilizadas armaduras passivas de fios, barras e telas de aço dentro dos vazios dos blocos e posteriormente grauteados, além do preenchimento de todas as juntas verticais. c) Alvenaria protendida - tipo de alvenaria reforçada por uma armadura ativa (pré-tensionada) que submete a alvenaria a esforços de compressão. Esse

34 34 tipo de alvenaria é pouco utilizado, pois os materiais, dispositivos e mão de obra para a protensão têm custo muito alto para o nosso padrão de construção Componentes da alvenaria estrutural Unidade São de grande importância, pois são responsáveis pela resistência a compressão, definindo as características da estrutura. Podem ser cerâmicos, de concreto, sílicocalcareos, podendo ser maciços ou vazados. As mais importantes características são de resistência a compressão, estabilidade dimensional, vedação, absorção adequada, trabalhabilidade e modulação. (CAMACHO, 2006). A figura 20 representa os principais tipos de blocos, de concreto e cerâmicos, utilizados na alvenaria estrutural.

35 35 Figura 20 Tipos de blocos utilizados na alvenaria estrutural Fonte: Camacho (2006) Argamassa É constituído de água, agregado miúdo, cimento e se houver a necessidade pode acrescentar aditivos, para a melhora de algumas características. Segundo Camacho (2006), as principais funções da argamassa são unir as unidades, garantir a vedação, propiciar aderência com as armaduras nas juntas e compensar as variações dimensionais das unidades e as suas propriedades são a retenção d água, conveniente resistência a compressão e trabalhabilidade.

36 Graute É formado por água, cimento, agregado miúdo e graúdos, tendo como finalidade o preenchimento dos vazios dos blocos, sendo necessário que se tenha uma boa fluidez. Sua função é propiciar o aumento da área da seção transversal das unidades ou promover a solidarização dos blocos com eventuais armaduras posicionadas nos seus vazios. Dessa forma pode-se aumentar a capacidade portante da alvenaria à compressão ou permitir que as armaduras colocadas combatam tensões de tração que a alvenaria por si só não teria condições de resistir. (RAMALHO e CORRÊA, 2003) Armaduras São semelhantes às utilizadas no método construtivo do concreto armado. Seus tipos segundo Camacho (2006) são, respectivamente, de cálculo e construtivas e suas funções são de absorver esforços de tração e/ou compressão e cobrir necessidades construtivas Aspectos técnicos e econômicos Vantagens da Alvenaria Estrutural Primeiramente devemos destacar que com a alvenaria estrutural, as paredes deixam de ter função apenas de vedação e passam a ter função estrutural, com isso não se faz necessária a construção de vigas e pilares, o que já diminui os custos. Porém é necessário ter um cuidado a mais com a qualidade dos produtos e a execução da obra, comparado com a alvenaria sem função estrutural. Ramalho e Corrêa (2003) citam algumas vantagens desse sistema construtivo: a) Economia de fôrmas: Quando existem, são utilizadas para a concretagem de lajes, sendo de baixo custo e de grande reaproveitamento. b) Redução significativa dos revestimentos: Pois se tem controle na qualidade dos blocos e também na execução. O revestimento interno tem sido feito apenas com gesso, aplicado diretamente na superfície do bloco, o mesmo ocorre na aplicação de azulejos.

37 37 c) Redução nos desperdícios de material e mão-de-obra: A eliminação de desperdício dá-se também na colocação das instalações hidráulicas e elétricas, já que não é preciso se fazer os rasgos nas paredes. d) Redução do numero de especialidades: Não se necessitam mais de mão-de-obra especializada, como carpinteiros e armadores. e) Flexibilidade no ritmo de execução da obra: Com a utilização de lajes prémoldadas a obra não depende do tempo de cura do concreto como nas estruturas de concreto armado Desvantagens da alvenaria estrutural Apesar de tantas vantagens a alvenaria estrutural apresenta algumas desvantagens diante das estruturas de concreto armado. Segundo Ramalho e Corrêa (2009) são: a) Dificuldade de se adaptar arquitetura para um novo uso: Como as paredes são parte estrutural, há uma grande dificuldade ou até impossibilidade de mudanças nas mesmas. Sendo inconveniente ou até tecnicamente impossível a realização de adaptações pelo usuário da edificação. b) Interferência entre projetos de arquitetura/estruturas/instalações: A manutenção da estrutura impede, muitas vezes, a aplicação de projetos arquitetônicos, devido à impossibilidade de furar as paredes. c) Necessidade de mão-de-obra bem qualificada: A equipe contratada deve ser treinada, antes do início da execução da alvenaria estrutural, pois essa precisa de mão-de-obra apta a utilizar os instrumentos certos para a execução Obras em alvenaria estrutural em Mossoró Para auxiliar o entendimento dessa pesquisa foram reunidas algumas imagens de edificações construídas em alvenaria estrutural na cidade de Mossoró. As imagens 21, 22 e 23 ilustram obras em alvenaria estrutural:

38 38 Figura 21 - Edifício D Fonte: Autoria própria (2011) Figura 22 - Edifício E Fonte: Autoria própria (2011)

39 39 6.ESTUDO COMPARATIVO ENTRE OS MÉTODOS CONSTRUTIVOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E CONCRETO ARMADO Nesse tópico será realizado um comparativo entre os aspectos da alvenaria estrutural e do concreto armado. Na alvenaria estrutural há diminuição na utilização das formas, ou até pode-se até ser excluídas no caso de lajes pré-moldadas; grande redução na quantidade de armaduras; redução nas dimensões das fundações, já que com a alvenaria estrutural a estrutura fica bem mais leve e exigindo menos das fundações, o que faz com que essas possam ser simplificadas; reduzem-se também os custos com mão de obra especializada. A respeito dos custos, Roman et al. (1999) ressalta: [...] normalmente é mais econômica do que prédios estruturados, o que ocorre não só por se executarem estrutura e alvenaria numa só etapa, mas também devido à economia no uso de madeiras para formas, redução no uso de concreto e ferragem, menores espessuras de revestimento, maior rapidez na execução. Além disso, a simplificação nas instalações, em que são evitados rasgos nas paredes ocasiona menor desperdício e material do que o verificado em obras convencionais. Os rasgos nas construções ocorrem tanto na alvenaria estrutural quanto no concreto armado, porém a ocorrência deles é muito maior no concreto armado, causado pela execução da instalação elétrica e hidráulica, o que gera entulho e desperdício de material. No caso da alvenaria estrutural, podem ser utilizados blocos especiais para se embutir as instalações hidráulicas e elétricas o que diminui qualquer tipo de desperdício; a utilização desses blocos é importante também, pois os rasgos podem prejudicar a segurança estrutural das paredes. Outra forma de economizar na alvenaria estrutural é a possibilidade de utilização de blocos de variadas resistências a compressão, de acordo com o andar da edificação. Como pode ser evidenciado na figura 23.

40 40 Figura 23 - Detalhe da utilização de blocos diferentes no Edifício D Fonte: Autoria própria (2011) Uma consideração muito importante é que para a implantação da alvenaria estrutural devem ser atentados alguns aspectos como: impossibilidade na remoção de paredes estruturais, a quantidade de pavimentos depende da resistência do bloco de concreto ou cerâmico, arranjo espacial das paredes, a existência da amarração entre os elementos e aberturas e sacadas tem dimensão limitada. Depois da apresentação dos dois sistemas construtivo e da explanação sobre suas respectivas vantagens e desvantagens o quadro 2 traz um resumo comparativo de tais características.

41 41 Quadro 2 - Resumo comparativo Sistemas Concreto armado construtivos Pode ser utilizado para Características qualquer tipo de estruturais estrutura. Grande flexibilidade quanto a forma; Obras Vantagens com grandes alturas; entre outras. Grande utilização de armaduras; cargas Desvantagens muito concentradas na base das edificações; entre outras. Fonte: Autoria própria (2011). Alvenaria estrutural Seu uso é mais adequado para edifícios medianos. Grande racionalização; paredes têm função estrutural; diminuição do uso de formas de madeira e armaduras; instalações elétricas e hidráulicas feitas através do uso de blocos especiais, diminuindo os rasgo; utilização de lajes pré-moldadas; entre outras. Impossibilidade da remoção de paredes, já que essas têm função estrutural; maior cuidado de execução; mão de obra bem qualificada; limitações quando a estrutura; entre outras. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS A construção civil busca a cada dia novas técnicas capazes de reduzir os custos totais sem a diminuição da qualidade de seus serviços. No trabalho foram estudados os principais aspectos da alvenaria estrutural e do concreto armado, sendo eles, aspectos técnicos e econômicos e os componentes de cada tipo de estrutura. Por meio de revisão bibliográfica, pode se perceber que a melhor maneira de racionalização na construção é por meio da aplicação de novas técnicas construtivas ou pelo melhoramento das existentes. A alvenaria estrutural se mostrou muito competitiva frente ao concreto armado, suas técnicas diminuem muito os custos das obras, começando da mão-de-obra devido à redução de equipes de carpinteiros e armadores. A rapidez desse método também é muito expressiva, já que esse não utiliza formas, não

42 42 necessita de vigas e pilares e não se tem o tempo que cura que é necessário para o endurecimento do concreto, entre muitas outras vantagens. A aplicação da alvenaria estrutural também diminui muito a geração de resíduos e a utilização de madeira, o que contribui para sistema mais ecologicamente correto. Porém para a implantação desse sistema construtivo a empresa deve ter a certeza que o mercado já está aberto para ele, pois como já foi dito, o sistema apresenta algumas desvantagens, principalmente relacionadas com a impossibilidade de mudanças nas paredes dos imóveis, já que elas têm função estrutural e a retirada das mesmas poderiam prejudicar a segurança estrutural das obras. Portanto conclui-se que a alvenaria estrutural pode ser um método eficaz de substituição do concreto armado visando à diminuição dos custos da obra, devendo ser mais explorada pelos empresários do ramo.

43 43 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABCP: A versatilidade do cimento brasileiro. Disponível em: < Acesso em: 20 novembro ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Projeto e execução de obras de concreto armado, NBR Rio de janeiro, Concreto - Classificação pela resistência à compressão para fins estruturais, NBR Agregados para concreto, especificação, NBR Rio de Janeiro, Argamassa e concreto endurecidos Determinação da absorção de água por imersão Índice de vazio e massa específica, NBR-9778 Aditivos para concreto de cimento Portland, NBR Rio de Janeiro, ARAÚJO, J.M. Curso de concreto armado: de acordo com a nova NBR ed.. Rio Grande: Dunas, BARROS, M.; MELHADO S. Recomendações para a produção de estruturas de concreto armado em edifícios. Notas de aulas, PCC/USP. São Paulo/SP, CAMACHO, J. S. Projeto de edifícios de alvenaria estrutural. In: Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural. Anais. Ilha Solteira: Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, FERRARI. Ed Luiz. Contabilidade Geral: Teoria e 950 questões, Série Provas e Concursos. 3ª Edição. Editora Impetus 2002 FUSCO, Péricles Brasiliense. Tecnologia do concreto estrutural. São Paulo: PINI, MEHTA, P. K., MONTEIRO, P. J.M. CONCRETO: Microestrutura, Propriedades e Materiais. 1.ed. São Paulo: Editora IBRACON, 2008.

44 44 MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto estrutura, propriedades e materiais. 2. ed. São Paulo: Pini, MINAYO, M.C.S. Pesquisa Social: Teoria, método e criatividade. 6ª. ed. Petrópolis, RJ: Vozes, PRUDÊNCIO JÚNIOR, L. R.; OLIVEIRA, A. L. ; BEDIN, C. A. Alvenaria Estrutural de Blocos de Concreto. Florianópolis: [s.n.], RACANICCHI, Roberto. Automatização gráfica e de procedimentos básicos para projetos de edifícios de alvenaria estrutural de blocos. São Paulo.Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, da Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para a obtenção do Título de Mestre em Engenharia Civil. RAMALHO, M. A.; CORRÊA, M. R. S. Projetos de edifícios de alvenaria estrutural. São Paulo: Editora Pini, RAUBER. F. C. Contribuições ao projeto arquitetônico de edifícios em alvenaria estrutural f. Dissertação ( Mestrado em Engenharia Civil) Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria-RS, RICHTER. C. Alvenaria estrutural: processo construtivo racionalizado. São Leopoldo: Universidade Federal do Rio dos Sino, Apostila do Curso de Extensão na Área de Ciências Exatas e Tecnológicas. ROMAN, H. R.; MUTTI, C. N.; ARAÚJO, H. N. Construindo em Alvenaria Estrutural. Florianópolis: Editora UFSC, SANTOS, M. D. F. dos. Alvenaria estrutural: contribuição ao uso. Dissertação (Mestrado). Santa Maria: Universidade Federal de Santa Maria, TAUIL, C. A.; NESSE, F. J. M. Alvenaria Estrutural. 1ª. Ed. São Paulo: Editora PINI Ltda., 2010.