Componentes básicos de alvenaria Jean Marie Désir Disponível em http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/eng01208.html
Generalidades Aplicações Paredes (portantes, de corte, estrutural, decorativo); Vigas e colunas Arcos e domos Alvenaria forma simples e elegante Alvenaria estrutural comportamento complexo Alvenaria x Concreto Diferentes na essência e até na forma de comprar Comportamento = f (componentes) Comportamento = f(unidades, argamassas, grautes, acessórios)
Especificação de Alvenaria Diferença básica com aço e concreto: Não se produz um item acabado de alvenaria É necessário especificar cada componente através de: especificações padrões métodos de produção procedimentos de ensaios recomendações para a execução Necessidades de normatização Nacional: ABNT Internacional: ASTM, BS, Eurocode, ACI, UBC, MSJC, ASCE
Materiais de alvenaria Alvenaria (compósito) Unidades Tijolo Maciço Furado Bloco Concreto Cerâmico Sílico-Calcáreo Celular Auto-Clavado Solo-cimento Argamassa Graute
Materiais acessórios Armaduras Conetores Vínculos: conecta duas paredes entre si Fixador: conecta uma parede a estrutura Prendedor: fixa algum material sobre as paredes Vedação Juntas de expansão (blocos cerâmicos) Juntas de Controle (blocos de concreto) Juntas construtivas Revestimentos e proteção (pinturas, proteção contra água).
Materiais acessórios: Armaduras Armaduras
Materiais acessórios: Conetores Vínculos: conecta duas paredes entre si Fixador: conecta uma parede a estrutura Prendedor: fixa algum material sobre as paredes
Materiais acessórios: Vedação Juntas de expansão (blocos cerâmicos) Horizontal Vertical
Materiais acessórios: Vedação Juntas de Controle (blocos de concreto) Controle de fissuração devido a retração
Materiais acessórios: Vedação Juntas de controle Junta de trabalho
Materiais de alvenaria Argamassas
Estados da argamassa Estado plástico (mistura fresca) Agregado miúdo; Aglomerante; Água; Aditivos Estado endurecido (lámina rígida) Junta de assentamento das unidades; Juntas verticais entre unidades;
Função das Argamassas Compensar irregularidades geométricas Absorver deformações de movimentações: Térmicas Higrométricas Recalques Ligar as unidades entre si Monoliticidade ao conjunto; Distribuir adequadamente os esforços; Estanqueidade e durabilidade.
Argamassa de Concreto x Argamassa de alvenaria ITEM Resistência requerida Água Necessária ARGAMASSA DO CONCRETO À compressão Compatível com a resistência à compressão ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO De aderência Compatível com a trabalhabilidade Áreia Grossa Média Hidratação do cimento Pela água de amassamento e pela cura Pela capacidade de retenção de água Cura pela água O tempo que for possível Não deve ser curada Resistência à Compressão Deformabilidade quando endurecida Objetivo final Vital Baixa Maior resistência ao menor custo Secundária alta Maior aderência com boa resiliência e fck adequada
Características das argamassas Estado plástico e endurecido
Características Desejadas Estado plástico Trabalhabilidade; Capacidade de retenção de água; Velocidade de endurecimento. Estado endurecido Aderência (boa); Resiliência (boa); Resistência à compressão (adequada); Geometria da Junta (uniforme); Retração na secagem (pouca).
Trabalhabilidade das argamassas Propriedade fundamental para controlar o estado plástico e garantir as características do estado endurecido. É difícil definir a trabalhabilidade assim como mensurá-la. Depende: Formato dos grãos Granulometria da areia Natureza do plastificante Composição mineralógica Relação água/aglomerante Preparo, Mão-de-obra Condições do ambiente
Condições de trabalhabilidade Coesão: deve se manter integra sobre a colher do pedreiro durante o manuseio horizontal; Fluidez: deve deslizar facilmente sem grudar na colher por ocasião da colocação sobre a unidade; Deve se espalhar sobre a superfície de assentamento da unidade, para garantindo extensão e preenchimento das juntas; Deve permanecer plástica pelo tempo necessário para os ajustes de alinhamento, prumo e nível das unidades; Ao ser expulsa da junta não deve cair (nem manchar a unidade), apenas se projetar horizontalmente.
Retenção de água Capacidade da argamassa de não perder água quando em contato com superfícies que apresentem sucção elevada. Esta propriedade deve ser analisada junto ca a sucção inicial das unidades. RETENÇÃO DE ÁGUA + SUCÇÃO INICIAL Qualidade da aderência Qualidade das juntas
Retenção de água Caso 1: Baixa sucção do substrato Reduzida penetração de água com aglomerante Formação de poucos cristais nos poros do substrato Aderência reduzida BAIXA ADERÊNCIA
Retenção de água Caso 2: Alta sucção do substrato e argamassa pouca retentiva Insuficiência de água para hidratação do cimento Evaporação pelas faces laterais das juntas Expansão dos blocos Junta pobre e fraca Prejudica a estanqueidade Afeta a durabilidade
Retenção de água Recomendação Usar argamassa com alto índice de retenção de água (IRA> 80) Usar Cal se possível Alta superfície específica Excelente retendor de água Cede a água gradualmente Mantem a plasticidade Confere resiliência após o endurecimento
Requisitos normativas Características Requisito Norma Trabalhabilidade (medida através da consistência) Resistência à compressão Resistência de aderência Retenção de água Teor de ar incorporado Uma consistência padrão de 255±10 mm Deve ser especificada no projeto. Deve ser especificada no projeto. 80% < normal < 90% 90% < alta. Grupo a < 8% 8% < Grupo b < 18% 18% < grupo c NBR 13276 NBR 13279 ASTM E518 NBR 13277 NBR 13278
Características das argamassas Propriedades Mecânicas
Resistência à compressão Uma argamassa deve ter no mínimo uma resistência de 1,5 MPa e um valor máximo igual a 70% da resistência do bloco quando esta é calculada em relação a área líquida do bloco. Assim para um bloco com área bruta (A b ), área líquida (A l ) e resistência características f bk
Aderência União argamassa/unidade de alvenaria Propriedade mais importante após a resistência a compressão Inicia no estado plástico e se consolida no endurecido Características necessárias do bloco Rugosidade Absorção inicial Características necessárias da argamassa Capacidade de retenção de água (hidratação) Trabalhabilidade Índice de retenção de água alta (mas cede gradualmente a água em excesso)
Mecanismo de Aderência Alvenaria Estrutural Aderência
Aderência Consequencia da falta de Aderência Deficiências no combate aos esforços de: Tração direta ou indireta Flexão Cisalhamento Penetração de chuva Afeta também a durabilidade
Aderência Ensaio de Aderência Ensaio de flexo-tração
Aderência Outros ensaios de controle de Aderência
Exigências mecânicas para as argamassas
Tipos de Argamassas
Cal + Areia Trabalhabilidade excelente Retenção de água excelente Resistência cresce lentamente com a evaporação da água, sucção dos blocos e o contato com o ar Resiliência muito boa NÃO É USADO NA ALVENARIA ESTRUTURAL
Cimento + Areia Adquire uma resistência maior mais rapidamente A trabalhabilidade piora com o aumento de relação área/cimento Resiliência pequena (propicio a fissuração) Maior retração Anti-econômica USO RESTRITO A CASOS ESPECIAIS - UMIDADE E MEIO AGRESSIVO
Cimento + Cal + Areia Bem dosada Maximiza as vantagens das anteriores Minimiza as desvantagens das anteriores Mais cimento > Resistência à tração e compressão > Aderência, impermeabilidade e durabilidade Mais cal > Trabalhabilidade e retenção de água > Resiliência < Retração, Módulo e Custo RECOMENDADA PARA ALVENARIA ESTRUTURAL Recomenda-se uma relação aglomerante / agregado ± =3
Argamassas Industrializadas Facilitar manipulação e diminuir perdas em alvenarias de blocos vazados com paredes delgadas (25 a 32 mm) Compostas normalmente de cimento portland, aditivos plastificantes e resinas minerais solúveis em água; Dosagem deve ser harmonizada, com rigoroso controle laboratorial Comercializadas semi-prontas, demandando apenas adição de cimento e água; Normalmente possuem alta retentividade e grande poder adesivo Na forma de cartuchos formando cordões de argamassa de largura e espessura definidas pelo bico do cartucho;
Preparada na obra x Industrializadas Preparada na Obra Recebimento Por constituintes Pronta Controle Por material En saco Industrializadas Armazenamento Mais espaço Mais flexível Local de preparo Complicado nos andares Fácil Medição dos materiais necessária Feita na fábrica Transporte Muita mão-de-obra Fácil / bombeamento
Preparada na obra x Industrializadas Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.21, p.41-48, Maio, 2013
Preparada na obra x Industrializadas Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.21, p.41-48, Maio, 2013
Traços de Argamassas
Materiais Componentes Cimento (portland comum, ARI, pozolânico) Cal Areia de granulometria continua (Dmax entre 2.4 e 4.8 mm / MF entre 1.6 e 2.1) Água potável com ph entre 5.8 e 8 Aditivo (eventualmente)
Traços mais comuns (Parsekian, 2010) Não experimental: fck < 6 MPa 1 saco de cimento 10 dm 3 de cal 133 dm 3 de agregado miúdo seco (Dmax = 4,8 mm) 40 cm 3 de água
Traços mais comuns (Parsekian, 2010) Experimental: fck maiores ou características específicas (IC) Cimento Cal Areia fck esperada 1 0,25 3 17 MPa 1 0,5 4,5 12 MPa 1 1 5 a 6 5 MPa 1 2 8 a 9 2,5 MPa Finalidade Traço muito forte. Pode fissurar. Não é utilizado em geral É um traço forte que é utilizado para situações onde aparecem esforços de tração Traço mais utilizado em alvenaria de edificações de baixa altura Traço fraco utilizado em alvenaria de vedação
Recomendações internacionais Traços ASTM 270 (Mortar for Unit Masonry) Relação Aglomerante/agregado entre 2,25 e 3 Traços BS (Use of Masonry Part 3) Resistência média 28 dias (MPa)
Materiais de alvenaria Grautes
Definição O graute pode ser definido como um concreto com agregados finos e alta fluidez e de baixa retração. Em função de sua composição, o graute pode ser fino (cimento + areia) ou grosso (cimento + brita + areia). Aumenta a área útil em cerca de 50%
Função do graute Preencher blocos canaletas ( U ou J) Preencher os furos nas regiões com cargas concentradas Preencher os furos nas regiões com cargas distribuidas sobre vãos curtos Preencher furos dos blocos para formar pilares Preencher os furos onde tem armaduras
Traços de graute (Parsekian, 2010) Graute fino 1 saco de cimento Até 35 dm 3 de cal Até 88 dm 3 de agregado miúdo (Dmax =4,8 mm) Até 37 litros de água Graute grosso 1 saco de cimento Até 35 dm 3 de cal Até 88 dm 3 de agregado miúdo (Dmax =4,8 mm) Até 66 dm 3 de agregado graúdo (Dmax =19 mm) Até 35 litros de água traço de 1:3 a 4 (Cimento:areia em volume) traço de 1:2 a 3:1 a 2 (Cimento:areia:brita 0) (em volume)
Resistência do graute Resistência mínima de 15 MPa Resistência como função da resistência das unidades Recomendações gerais
Recomendações internacionais BS recomenda o traço: 1 : 0 a 0.25 : 3 : 2 ci : cal : areia: agreg. graúdo (Dmax< 10 mm) Propriedades desejadas Fluidez (verter facilmente) Coesão (evitar segregação) Aderência (não descolar dos blocos) Resistência à compressão (> 14 MPa NBR 8798) Baixa retração (cal ou aditivo plastificante) Trabalhabilidade socado: slump 17 a 20 cm Auto-adensável: slump 20 a 23 cm
Objeto de aprendizagem Componentes de alvenaria http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/index.html http://www.inf.ufrgs.br/~rmbnunes/oa-alvenaria/
http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/index.html
http://www.inf.ufrgs.br/~rmbnunes/oa-alvenaria/
00 Alvenaria Estrutural A1.0 Unidades de Alvenaria B1.0 C1.0 D1.0 Argamassa de Graute assentamento Armadura A1.1 Blocos e tijolos cerâmicos B1.1 Tipos de argamassas C1.1 Função do graute D1.1 Função da armadura A1.2 Blocos e tijolos de concreto B1.2 Propriedades das argamassas C1.2 Condições de uso D1.2 Condições de uso A1.3 Blocos e tijolos sílico-calcáreos B1.3 Traços comuns de argamassas C1.3 Resistência à compressão D1.3 Propriedades A1.4 C1.4 Blocos celulares autoclavados Resistência à cisalhamento
A1.0 Unidades de Alvenaria A1.1 A1.2 A1.3.1 A1.4.1 Blocos e tijolos Blocos e tijolos de Blocos e tijolos Blocos celulares cerâmicos concreto sílico-calcáreos autoclavados A1.1.1 A1.2.1 A1.3.1 A1.4.1 Principais características Principais características Principais características Principais características A1.1.2 A1.2.2 A1.3.2 A1.4.2 Classificação Classificação Classificação Classificação A1.1.3 A1.2.3 A1.3.3 A1.4.3 Resistência à compressão Resistência à compressão Resistência à compressão Resistência à compressão A1.1.4 Processo de fabricação A1.2.4 Processo de fabricação A1.3.4 Processo de fabricação A1.4.4 Processo de fabricação
B1.0 Argamassa sde assentamento B1.1 B1.2 B1.3 Tipos de Propriedades das Traços comuns de argamassas argamassas argamassas B1.2.1 B1.1.1 Composição das argamassas B1.1.2 Fabricação B1.1.3 Uso das argamassas Trabalhabilidade B1.2.2 Retensão de água B1.2.3 Aderência das argamassas B1.2.4 Capacidade de deformação