anÁlise experimental da influÊncia da espessura da argamassa de assentamento no desempenho...

1Construindo, Belo Horizonte, v. 5, n. 2, Jul/Dez. 2013

ANLISE EXPERIMENTAL DA INFLUNCIA DA ESPESSURA DA ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO NO DESEMPENHO MECNICO DE PRISMAS DE BLOCOS DE CONCRETO

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF INFLUENCE OF THE THICKNESS OF THE MORTAR-LAYING ON MECHANICAL PERFORMANCE OF CONCRETE PRISMS

VICENTE, Gabriel dos SantosAluno de Graduao em Engenharia Civil, [email protected]

SANTOS, White Jos dosProfessor Mestre, Departamento de Engenharia de Materiais e Construo, UFMG e doutorando em Enge-nharia Civil, [email protected]

BRANCO, Luiz Antonio Melgao Nunes Professor Doutor, Departamento de Engenharia de Materiais e Construo, [email protected]

BARBOSA, Ricardo AntnioAluno de Mestrado em Construo Civil, [email protected]

Resumo

A alvenaria estrutural traz um conjunto de vantagens tcnicas e econmicas indstria da cons-truo civil, devido a ampliao da sua funo de exclu-sivamente vedao para suporte da edificao, sendo cada vez mais resistente e eficiente. Alm disso, tem-se

a simplificao das tcnicas construtivas o que permite maior rapidez de execuo e reduz a diversidade de mo de obra especializada. Entretanto, muito ainda deve ser estudado para um melhor aproveitamento deste sistema construtivo. Este trabalho apresenta ensaios experi-mentais com o objetivo de verificar como a variao da espessura da camada de argamassa de assentamento pode influenciar na resistncia de prismas de blocos de concreto estruturais e por conseguinte na resistncia de paredes de alvenaria. Com os resultados dos ensaios compresso dos prismas, conseguiu-se constatar a influncia notvel da espessura da junta e se verificar que a espessura proposta pelas normas brasileiras de alvenaria estrutural so adequadas e prudentes.

Palavras-chave: Alvenaria estrutural, Prisma, Bloco de concreto, Argamassa.

Abstract

Structural masonry brings a set of technical and economic advantages to the construction industry, due to expansion of its role exclusively for sealing to buil-ding support, being increasingly resistant and efficient. In addition, there is a simplification of construction tech-niques which allows greater speed of execution and reduces the diversity of specialized labor. However, much still must be studied for a better use of this constructive system. This paper shows experimental tests in order to check how variation of the thickness of the layer of mortar of settlement can influence the strength of struc-tural concrete block prisms and therefore the strength of masonry. With the results of tests to compression of prisms, note the remarkable influence of the thickness of gasket and if it finds that the proposal by Brazilian Stan-dards thickness of structural masonry are appropriate and prudent.Key-word: Structural masonry, Prism, Concrete block, Mortar.


INTRODUO

Um dos principais processos de construo utili-zados at o final do sculo XIX era a alvenaria. Diversas construes eram erguidas com o emprego de blocos de pedra e argila, utilizando-se procedimento construti-vos puramente empricos e limitados os conhecimentos tcnicos da poca, (CAMACHO, 2006). Embora seja utilizado h sculos pelo homem, este processo teve seu desenvolvimento enquanto sistema estrutural potencializado apenas no final da dcada de 60, quando o mercado viu a necessida-de de buscar por tcnicas alternativas de construo (LIMA, 2010). Grande nmero de pesquisas vem sendo desenvolvidas em muito pases permitindo a criao de normas e critrios de clculo baseados em mtodos racionalizados. Com a ampliao da funo da alvenaria de exclusivamente vedao para tambm suporte da edifi-cao, vemos a princpio uma grande vantagem econ-mica. Entretanto, segundo RAMALHO e CORRA (2003), a alvenaria, nesse caso, precisa ter sua resis-tncia perfeitamente controlada, de forma a se garantir a segurana da edificao. Essa necessidade demanda a utilizao de materiais com maior controle e tambm uma execuo mais cuidadosa em relao alvenaria de vedao. Composta pela juno de blocos com arga-massa de assentamento em juntas horizontais e verti-cais, a resistncia compresso de uma parede de alvenaria estrutural influenciada principalmente pela resistncia compresso do bloco estrutural. Porm as caractersticas de resistncia compresso, espessura e aderncia da argamassa tambm exercem influncia nos resultados do conjunto (LIMA, 2010).RAMALHO e CORRA (2003) destacam a espessura da junta horizontal de argamassa como fator que influen-cia na resistncia compresso das paredes. Estudos comprovam que a resistncia da parede decresce com o aumento da espessura da junta horizontal, porque diminui o confinamento da argamassa, que exata-mente o torna a argamassa pouco suscetvel ruptura (a cada aumento de 0,3 cm na espessura se reduo de 15% na resistncia da parede) (SAHLIN, 1971 apud IZQUIERDO, 2011).

De acordo com SABBATINI (1994) apud JUSTE (2001), o aumento da espessura das juntas provoca maior deformao na argamassa, aumentando assim o diferencial de deformao em relao ao bloco. O autor acredita que este diferencial pode ser o respon-svel pelo acrscimo de tenses no bloco, ocasionando reduo na resistncia da alvenaria. A normas brasileiras que tratam sobre alvenaria estrutural com utilizao de blocos de concreto, ABNT NBR 15961-1 (2011) e ABNT NBR 15961-2 (2011) espe-cificam que a junta horizontal entre blocos deve ser igual a 10 mm e a variao mxima da espessura deve ser de 3 mm. Dessa forma, devido ao papel fundamental da argamassa de assentamento na ligao entre blocos de concreto, justifica-se um estudo para entender como a espessura pode influenciar na resistncia da alvena-ria, verificando-se assim as recomendaes existentes na literatura. Essa varivel ser observada atravs da anlise experimental (variando-se a espessura da arga-massa de assentamento em 5 mm, 10 mm e 15 mm) de prismas de alvenaria estrutural com blocos de concreto.

PROGRAMA EXPERIMENTAL

A seguir apresentado o planejamento experi-mental e a forma de anlise dos materiais envolvidos na confeco e ensaios de prismas de concreto.

CARACTERIZAO DAS UNIDADES

Todos os blocos de concreto vazados estrutu-rais utilizados para a confeco dos prismas so prove-nientes de um mesmo lote, classe B (fbk de 4,5 MPa), e apresentam dimenses nominais de 140 mm de largura, 190 mm de altura e 390 mm de comprimento. Realizou--se a medio do comprimento, largura e altura de todos os blocos, e as dimenses encontram-se de acordo as tolerncias permitidas pela ABNT NBR 6136 (2007).


Foram selecionados quatro blocos de concre-to do lote de blocos utilizados para os prismas e reali-zou sobre eles o capeamento. Com estes blocos foram realizados ensaios de resistncia compresso. Os blocos foram ensaiados at ocorrer a ruptura (Figura 1). Seguindo as orientaes da ABNT NBR 12118 (2013), a resistncia compresso de cada bloco foi obtida dividindo-se a fora de ruptura pela rea da face de apli-cao da carga (rea bruta do bloco). Os blocos de concreto apresentaram resistn-cia mdia compresso de 7,8 0,1 MPa, demostrando que atingiram resistncias bem superiores ao fbk espe-cificado para este bloco, demostrando uma falta de efici-ncia na dosagem destes elementos, contudo atende aos padres

Figura 1 Ensaio para determinao da resistncia dos blocos de concreto.

ARGAMASSA

Para a confeco dos prismas utilizou-se arga-massa mista, composta por cimento, cal hidratada e areia, a fim de se obter uma argamassa que apresen-tasse boa trabalhabilidade, capacidade de reteno de gua, adequada aderncia e durabilidade. Adotou-se para este trabalho o trao em volume 1:1:6 (cimento, cal hidrata e areia).

Inicialmente, misturou-se a areia, a cal hidrata-da e parte da quantidade de gua estimada. O recipien-te foi fechado e mantido em maturao por 24 horas. Transcorrido esse perodo, acrescentou mistura a quantidade de cimento definido e o restante da gua. Misturou-se novamente at se obter uma mistura homo-gnea.

Materiais constituintes da argamassa

Como aglomerante na produo da argamas-sa, utilizou-se o cimento Portland pozolnico CPIV-32, da marca Lafarge, comumente encontrado na regio metropolitana de Belo Horizonte. Tambm com funo de aglomerante e para se obter maior plasticidade e reteno de gua na argamassa, utilizou-se Cal Hidra-tada Calctica, CH I, da marca Ical, comercialmente produzida para assentamentos e revestimentos. E gua corrente do sistema de abastecimento da cidade de Belo Horizonte (COPASA). Como agregado mido para a confeco da argamassa, utilizou-se uma areia quartzosa natural comumente encontrada na cidade de Belo Horizonte. Para a determinao da sua composio granulomtri-ca, seguiram-se os procedimentos da ABNT NBR NM 248 (2003), vide Tabela 1 e Figura 2


Tabela 1 - Caracterizao do agregado mido

Composio granulomtrica (NBR NM 248 (ABNT, 2001))

PENEIRA Abertura (mm) Total Acumulado (%)

4,8 0

2,4 5

1,2 19

0,6 42

0,3 69

0,15 88


Figura 2 Caracterizao do agregado mido em relao aos limites da zona timaMontagem dos corpos de prova e ensaios da argamassa

Logo em seguida, realizou-se a determina-o da consistncia de acordo com as especifi caes da NBR ABNT 13276 (2005), destinadas para arga-massas mistas atravs de da mesa de espalhamento ( ow table). O ndice de consistncia mdio encontrado correspondente 270 5 mm. Seguindo-se os procedimentos da ABNT NBR 13279 (2005), foram confeccionados 3 corpos de provas no formato prismticos (4x4x16) cm, os quais foram mantidos em condies de laboratrio at a data de ensaio (28 dias). A resistncia compresso da argamassa de corpos de prova prismticos foi determinada aps o ensaio de trao por fl exo, pelo uso das metades dos corpos de provas do segundo ensaio, vide Figura 3 (a) e (b). Encontrou-se como resultados dos ensaios de resistncia a trao na fl exo (ftf), 1,3 0,1 MPa e; para a resistncia compresso (fc) 3,0 0,2 MPa, para a argamassa de assentamento utilizada na confeco dos prismas. Constata-se que a resistncia da argamassa


est em torno de 38 % da resistncia do bloco, o que est dentro das indicaes bibliogrficas (30% 70%)

Figura 3 Determinao da resistncia trao na flexo e compresso dos corpos de prova de argamas-sa.

Confeco dos prismas

A confeco dos prismas de dois blocos de concreto seguiu as recomendaes da ABNT NBR 15961-2 (2011). Para conseguir obter uma anlise da influncia da espessura da junta horizontal de assen-tamento na resistncia dos prismas, foram confeccio-nados quatro prismas para cada espessura em estudo: 5 mm, 10 mm e 15 mm, totalizando-se doze prismas. Sobre uma mesa plana, o bloco inferior foi colocado e posicionado sobre este o gabarito da espessura corres-

pondente espessura. Em seguida uma poro de argamassa foi aplicada, cobrindo-se toda a superfcie das paredes dos blocos, com uma altura suficiente para que aps a arrumao, fosse garantida a espessura conforme o gabarito utilizado (Figura 4 (a)). O bloco superior foi assentado sobre a arga-massa, sem movimentos horizontais e nivelados com o auxlio de um nvel de bolha e um prumo. Com o auxlio de uma esptula, a quantidade de argamassa em excesso foi removida, tanto da parte externa como da parte interna dos prismas. Repetiu-se este proce-dimento para a confeco de todos os doze prismas, que foram identificados de acordo com a espessura de sua junta horizontal (Figura 4 (b)). Aos 28 dias de idade, realizou-se o ensaio de resistncia compresso dos prismas, seguindo os procedimentos do anexo A da ABNT NBR 15961-2 (2011).

Figura 4 Confeco dos prismas com a ajuda de um gabarito de limitao de espessura.

Galga para garantir a espessura especificada.


RESULTADOS E ANLISES

Contatou-se que resistncia compresso mdia dos prismas com junta de assentamento de 5 mm, 10 mm e 15 mm foram 5,2 0,1 MPa, 6,63 0,05 MPa, 5,54 0,04 MPa, respectivamente. Comparando a resistncia dos prismas, com a resistncia compres-so dos blocos (7,8 0,1 MPa), obtm-se uma taxa de efi cincia de 85% para prismas de espessura de 10 mm, e de aproximadamente 70% para espessuras de 5 mm e 15 mm. Verifi ca-se que os maiores valores de resis-tncia dos prismas foram obtidos para a espessura de junta de 10 mm. Ocorrendo um decrscimo na resistn-cia compresso, tanto para um aumento de 5 mm da espessura, quanto para uma reduo de 5 mm. A Figura 5 destaca, em grfi co, os valores da resistncia dos prismas para cada espessura de arga-massa. Para valores de espessura entre 5 mm e 15 mm. Neste, pode-se estimar a resistncia dos prismas atravs da equao de linha de tendncia polinomial.

Figura 5 Infl uncia da espessura da argamassa na resistncia dos prismas Constata-se que variando a espessura da junta de assentamento de 10 mm para 5 mm, ocorre uma queda de aproximadamente 20% na resistncia compresso dos prismas, enquanto que o aumento de 10 mm para 15 mm, a queda de aproximadamente

16%, demostrando que espessuras menores conduzem a uma menor capacidade de suporte devido a imperfei-es nos blocos causando a concentrao de tenses e a ruptura localizada do bloco e ainda reduz a capa-cidade de deformao dos prismas. Por outro lado a aumento da espessura menos impactante, contudo converge ainda para uma reduo devido a um menor enclausuramento da argamassa, levando-a a ruptura antecipada pela elevao das tenses na interface argamassa-bloco e sua condio menos confi nada. Pode-se inferir ainda, que para cada variao de 1 mm na espessura da junta padro de 10 mm, verifi -ca-se uma reduo de 3 a 4% na resistncia de prismas de blocos de concreto.

CONCLUSES

Verifi cou-se que existem recomendaes atual-mente acerca das espessuras da junta de assentamen-to e que a variao destas juntas pode comprometer a resistncia fi nal compresso de prismas e conse-quentemente das paredes de alvenaria. Pela anlise dos resultados de resistncia de cada grupo de prismas, pode-se observar que a maior resistncia obtida para juntas de assentamento de 10 mm e, com a variao da espessura da junta, tanto para menos (5 mm), quanto para mais (15 mm), converge para uma queda de apro-ximadamente 20% e 16%, respectivamente, na resis-tncia compresso dos prismas. Pode-se assim, admitir que para cada variao de 1 mm na espessura da junta padro de 10 mm, verifi -ca-se uma reduo de at 4% na resistncia de prismas de blocos de concreto. Desta forma a recomendao da ABNT NBR 15691-1 (2011) bastante prudente em indicar que a junta horizontal seja de 10 mm, com varia-es mximas de 3 mm o que converge para um perda de resistncia em torno de 12%.


REFERNCIAS

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 6136: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria Requisitos. Rio de Janeiro, 2007.______. NBR 12118: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria Mtodos de ensaio. Rio de Janeiro, 2013.______. NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Preparo da mistura e determinao do ndice de consistncia. Rio de Janeiro, 2005.______. NBR 13279: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinao da resistncia trao e compresso. Rio de Janeiro, 2005.______. NBR 15961-1: Alvenaria Estrutural Blocos de Concreto Parte 1: Projeto. Rio de Janeiro, 2011______. NBR 15961-2: Alvenaria Estrutural Blocos de Concreto Parte 2: Execuo e controle de obras. Rio de Janeiro, 2011. CAMACHO, J. S. Projeto de Edifcios de Alvenaria Estrutural. Ilha Solteira, 2006. IZQUIERDO, O.S. Influncia do tipo de argamassa-mento e da utilizao de peas de ajuste dimensio-nal na resistncia compresso da alvenaria de blocos de concreto. Dissertao de Mestrado. Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo. So Carlos, 2011.JUSTE, A. E. Estudo da resistncia e da deformabili-dade da alvenaria de blocos de concreto submetida a esforos de compresso. Dissertao de Mestrado. Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo. So Carlos, 2001.LIMA, A. N. Anlise experimental da influncia da resistncia e espessura da argamassa de assen-tamento no desempenho mecnico de prismas de blocos cermicos. Dissertao de Mestrado. Universi-dade Federal de Alagoas. Macei, 2010.RAMALHO, M. A.; CORRA, M. R. S. Projeto de Edif-cios de Alvenaria Estrutural. Editora PINI. So Paulo, 2003.

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