“comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de...

Departamento de Engenharia Civil

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Universidade de Coimbra

“Comportamento de estruturas de alvenaria por

aplicação de acções de compressão” Análise de materiais e definição de coeficientes de acordo com o Eurocode 6

João Paulo Martins Gouveia.

Trabalho subsidiado pelo PRODEP – Medida 5 – Acção 5.2.

“Formação Avançada no Ensino Superior”.

Coimbra, 2000

II - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Mestrado em Estruturas Departamento de Engenharia Civil F. C. T. Universidade de Coimbra

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - III

Departamento de Engenharia Civil

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Universidade de Coimbra

“Comportamento de estruturas de alvenaria por

aplicação de acções de compressão” Análise de materiais e definição de coeficientes de acordo com o Eurocode 6

João Paulo Martins Gouveia.

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e

Tecnologia da Universidade de Coimbra para obtenção do grau

de Mestre em Engenharia Civil na especialidade de Estruturas.

Coimbra, 2000

IV - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Agradecimentos

Qualquer trabalho deste género só se torna possível através do trabalho e do estímulo de

um conjunto de pessoas a o autor deseja manifestar todo o reconhecimento e a gratidão.

Ao Professor Doutor Sérgio Lopes, pela sua inteira disponibilidade, pelo apoio

prestado, pela sua incentiva palavra amiga, pelo seu acompanhamento como orientador, e muito

especialmente pela contribuição decisiva que deu, de uma forma directa e indirecta, para a

formação científica e técnica do autor desta tese.

Ao Professor Doutor Luiz Oliveira, da Faculdade de Tecnologia de São Paulo –

Universidade Estadual Paulista – Brasil e Universidade da Beira Interior – Covilhã, pela palavra

motivadora que foi determinante na opção por um trabalho nesta área, por todo o conhecimento

elucidativo e crítico que transmitiu em todos os momentos e pela sua co-orientação que tornou

possível este trabalho.

Ao Professor Doutor Luís Miguel da Cruz Simões, Director do Laboratório de Ensaio

de Materiais do DEC da Universidade de Coimbra, pela disponibilidade dos recursos humanos e

materiais que permitiram a realização do trabalho experimental, e pelos conselhos e opiniões na

preparação e realização dos ensaios.

Ao Eng. Jorge F. Lourenço, do Instituto Superior de Engenharias de Coimbra, pela

palavra amiga, pela colaboração sempre manifestada quer científica, quer técnica, pelo trabalho

prestado no estudo e fabrico das argamassas e do microbetão utilizados no programa

experimental e pelo entusiasmo transmitido.

Ao Instituto Superior de Engenharias de Coimbra, e seus Docentes, pela ajuda e

entusiasmo que prestaram, especialmente durante a realização do trabalho experimental.


“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - V

Ao Professor Doutor Hipólito José Campos de Sousa, da Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto, pelo seu empréstimo de conhecimentos na área de Estruturas de

Alvenaria e pela cedência de diversos apontamentos e dos seus trabalhos de investigação,

designadamente a dissertação para a obtenção do grau de Mestre e a dissertação para a obtenção

do grau de Doutor.

À Eng.a Felicita Maria Guerreiro Pires, do Laboratório Nacional de Engenharia Civil,

pela cedência de trabalhos que permitiram um maior conhecimento da influência das paredes de

alvenaria no comportamento de estruturas de betão armado.

À Eng.a Maria Sofia Sousa Ribeiro, do Laboratório Nacional de Engenharia Civil, pelo

apoio prestado durante este trabalho, nomeadamente no que respeita à regulamentação utilizada.

Ao Eng. José M. Macedo Abrantes e ao Eng. Pedro A. Quaresma Albano, pelo carinho,

pelo incentivo, pela amizade e pelo conhecimento prático oferecido.

Ao Sr. David, ao Sr. Paulo e ao Sr. João, técnicos do Laboratório, pela amizade, pelas

opiniões e pelo empenho e dedicação prestados na realização dos trabalhos experimentais.

Ao Sr. Manuel da Costa, à sua filha Eng.a Paula Teresa Almeida Costa e ao responsável

pela linha de produção, Sr. António F. B. Cruz Rochinha da Empresa Costa & Almeida, Lda.,

pelo contributo, quer em termos de métodos e equipamentos de produção de blocos para

Alvenaria, quer no fornecimento de material utilizado no trabalho experimental.

Ao Sr. Virgílio das Neves Rosa da Empresa Artebel, Artefactos de Betão, Lda., pela

informação cedida e pelo material fornecido para a realização do trabalho experimental.

Ao PRODEP, pelo apoio financeiro concedido através da Medida 5 – Acção 5.2.

“Formação Avançada no Ensino Superior”.

A todos os colegas que ao mesmo tempo realizaram ensaios experimentais no

Laboratório para os seus respectivos trabalhos de investigação, pela motivação e entusiasmo

transmitida.

A todos os amigos, das mais diferentes áreas, quer científicas quer não, pelo carinho e

apoio manifestados, mesmo nos momentos mais árduos, e pelo desejo de que o fim do trabalho

estivesse para breve.

Por fim, o autor deseja expressar um agradecimento muito, muito especial à família, que

desde sempre o incentivou e apoiou. Obrigado.

VI - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Resumo

A construção de Edifícios em Portugal é feita através de processos clássicos e

tradicionais, onde só agora se introduzem novas técnicas e novos materiais na definição e

dimensionamento das estruturas. Neste trabalho procura-se realizar um estudo experimental com

o objectivo de valorizar uma técnica muito pouco utilizada: a alvenaria estrutural simples por

aplicação de acções de compressão, utilizando blocos de betão.

Actualmente, este conceito tem alguma aplicação em edifícios de pequeno porte de uma

forma não normalizada. No entanto, noutros países a sua utilização ocupa uma boa percentagem

na construção de edifícios e tem-se mostrado uma solução muito competitiva. Em Portugal, o

estudo e a caracterização dos elementos integrantes deste ‘novo’ processo de construção de

estruturas não tem tido por parte dos investigadores e por parte das empresas de pré-fabricação a

atenção merecida.

Neste trabalho efectua-se inicialmente um desenvolvimento geral dos conceitos

associados à construção em alvenaria, descrevendo-se exigências funcionais das paredes e a sua

influência na caracterização do tipo de estruturas, e uma definição dos elementos que integram

os painéis de alvenaria, quer simples, quer preenchidas por microbetão.

A segunda parte do trabalho é dedicada à caracterização experimental. Realizam-se

estudos, no conhecimento das características dos elementos constituintes da alvenaria de acordo

com as exigências regulamentares nacionais e internacionais. Realizam-se também ensaios

mecânicos de provetes de alvenaria simples sujeitos a acções de compressão, a fim de avaliar a


“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - VII

influência no seu comportamento dos elementos constituintes. A caracterização mecânica dos

blocos de betão é feita com base em duas produções nacionais, permitindo uma comparação de

resultados entre si e uma extrapolação, muito embora não fidedigna para o panorama nacional.

A terceira parte do trabalho é dedicada à análise e comparação dos resultados obtidos

experimentalmente e obtidos através da aplicação das expressões definidas no Eurocode 6.

Apresentam-se considerações e conclusões do trabalho efectuado, e com os resultados obtidos

procura-se definir os coeficientes que identificam a contribuição de cada componente no

comportamento mecânico dos provetes à compressão simples, de acordo com a expressão do

referido regulamento – fk = K . fbα . fm

β. Por fim apresentam-se algumas sugestões para que

futuros trabalhos possam contribuir para o crescimento e implantação desta técnica em Portugal.

VIII - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Abstract

The construction of buildings in Portugal is carried out by means of traditional methods

but new techniques and materials are being introduced in the recent years. This work presents an

experimental study in order to evaluate the potential for use of a technique that is rarely used in

Portugal: unreinforced masonry structures (concrete blocks) subjected to compression forces.

Nowadays, this concept has some application in small buildings but no standard exist.

However, in other countries, this techniques in being used in a reasonable percentage in

construction and is proved to be a very competitive option. So far, in Portugal, the study and the

characterization the of elements that take part of this “new” method of construction was not

given a deserved attention by researchers and precast enterprises alike.

This work presents an initial part where the general concepts associated with the

masonry construction are explained with particular emphasis on the requirements for the

performance of the walls and its influence on the characterization of this type of structure and on

the definition of the elements that form the masonry panels both plain or filled with concrete

infill.

The second part of the work is devoted to the experimental characterization. The main

features of the elements that take part in masonry structures are investigated by means of

national and international regulation. Also mechanical tests on plain masonry specimens under

compression forces were carried out to evaluate the influence of the elements on its behaviour.


“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - IX

The mechanical characterization is based on two pre-selected production plants which give in

some extent, the characterization of the Portuguese situation.

The third part of the work is devoted to the analysis and comparison of the results

obtained both from experiments and theoretical calculations based on Eurocode 6. Discussion

and conclusions are presented and from the test results, the coefficients that identify the

contribution of each component on the mechanical behaviour are defined in order to turn useful

the equation given by Eurocode 6: fk = K . fbα . fm

β. Finally, some suggestions for further works

are presented in order to help the understanding of this type of construction and eventually to

contribute for a growing application of this technique in Portugal.

Índice geral.

X - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Índice Geral

Índice de Texto

Índice de Figuras

Índice de Quadros

Simbologia

Capítulo 1 – Introdução. 1.1. Considerações gerais. ...............................................................................................................2

1.2. Estrutura do trabalho. ...............................................................................................................3

Capítulo 2 – Generalidades sobre alvenarias. 2.1. Designações. ............................................................................................................................6

2.2. Breve história das Alvenarias. ...............................................................................................10

2.2.1. Situação das Alvenarias em Portugal. ..................................................................16

2.2.2. Situação internacional. .........................................................................................22

2.3. Exigências funcionais das paredes de alvenaria. ...................................................................24

2.3.1. Resistência a esforços e resistência ao fogo. ........................................................24

2.3.2. Estanquidade.........................................................................................................27

2.3.3. Isolamento térmico e acústico. .............................................................................28

2.3.4. Durabilidade, manutenção e limpeza. ..................................................................29

2.4. Tipologia das estruturas correntes. ........................................................................................30

2.4.1. Aplicações de alvenaria em função estrutural. .....................................................30

2.4.1.1. Paredes de alvenaria resistente. ...........................................................30

- estruturas de paredes não armadas........................................................................32 - estruturas de paredes armadas. .............................................................................32 - estruturas de paredes confinadas. .........................................................................32 - estruturas de paredes de betão moldado em obra. ................................................33 - estruturas de betão pré-fabricado..........................................................................33

2.4.1.2. Paredes de alvenaria não resistente. ....................................................33

2.4.2. Aplicações de alvenaria quanto à sua localização na construção.........................33


Índice geral.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XI

2.4.2.1. Interior. ................................................................................................33

- paredes de compartimentação...............................................................................34 - paredes interiores. .................................................................................................34

2.4.2.2. Exterior................................................................................................34

- paredes de alvenaria resistente..............................................................................34 - paredes de alvenaria de enchimento. ....................................................................35 - paredes simples.....................................................................................................35 - paredes compostas. ...............................................................................................35 - paredes duplas.......................................................................................................35

2.4.3. Aplicações de alvenaria quanto ao aspecto exterior.............................................36

2.4.3.1. Alvenaria com revestimento................................................................36

2.4.3.2. Alvenaria à vista..................................................................................37

2.5. Materiais para estruturas de alvenaria. ...................................................................................38

2.5.1. Elementos naturais................................................................................................40

2.5.1.1. Elementos resistentes. .........................................................................41

2.5.1.2. Elementos decorativos.........................................................................42

2.5.2. Blocos artificiais. ..................................................................................................43

2.5.3. Elemento de ligação dos blocos: argamassa..........................................................46

2.5.3.1. Características de uma argamassa. ......................................................47

- Trabalhabilidade. ..................................................................................................47 - Capacidade de retenção de água. ..........................................................................49 - Capacidade de aderência.......................................................................................50 - Resistência à compressão. ....................................................................................50 - Outras características. ...........................................................................................51

2.5.3.2. Composição das argamassas. ..............................................................51

2.5.3.3. Tipos de argamassas............................................................................53

- Argamassa de cal. .................................................................................................54 - Argamassa de cimento..........................................................................................55 - Argamassa mista...................................................................................................55 - Argamassas com aditivos. ....................................................................................55 - Argamassas de cimento de alvenaria. ...................................................................56

2.5.3.4. Avaliação das características das argamassas. ....................................56

2.5.4. Elementos de enchimento dos blocos: microbetão................................................58

Índice geral.

XII - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

2.5.4.1. Características do microbetão. ............................................................58

- Trabalhabilidade. ..................................................................................................58 - Capacidade de aderência.......................................................................................59 - Resistência à compressão. ....................................................................................61

2.5.4.2. Composição do microbetão. ................................................................61

Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias. 3.1. Introdução. .............................................................................................................................64

3.2. Estudo de blocos de betão. ....................................................................................................65

3.2.1. Documentos normativos utilizados na análise de blocos. .....................................65

3.2.1.1. Consistência do betão...........................................................................65

3.2.1.2. Análise granulométrica. .......................................................................66

3.2.1.3. Massa volúmica dos agregados. ...........................................................66

3.2.1.4. Dimensões dos blocos. .........................................................................68

3.2.1.5. Percentagem de furação. ......................................................................69

3.2.1.6. Massa volúmica dos blocos..................................................................70

3.2.1.7. Absorção de água por imersão dos blocos. ..........................................71

3.2.1.8. Absorção de água por capilaridade dos blocos. ...................................72

3.2.1.9. Resistência à compressão dos blocos. ..................................................74

3.2.2. Análise de blocos produzidos pela Empresa A......................................................75

3.2.2.1. Caracterização da empresa e sua produção. .........................................75

3.2.2.2. Recepção das amostras.........................................................................77

3.2.2.3. Caracterização dos blocos em fábrica. .................................................78

- Consistência do betão. ..........................................................................................78 - Massa fresca e massa após cura dos blocos. .........................................................78

3.2.2.4. Caracterização dos blocos em laboratório............................................79

- Características dos constituintes do betão dos blocos: análise granulométrica,

massa volúmica dos agregados e características do cimento. .................................80 - Dimensões dos blocos. .........................................................................................81 - Percentagem de furação........................................................................................81 - Massa volúmica dos blocos. .................................................................................82 - Absorção de água por imersão dos blocos............................................................83 - Absorção de água por capilaridade dos blocos. ....................................................84


Índice geral.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XIII

- Resistência à compressão dos blocos. ..................................................................85

3.2.3. Análise de blocos produzidos pela Empresa B......................................................86

3.2.3.1. Caracterização da empresa e sua produção. .........................................86

3.2.3.2. Recepção das amostras.........................................................................88

3.2.3.3. Caracterização dos blocos em fábrica. .................................................88

- Consistência do betão. ..........................................................................................88 - Massa fresca e massa após cura dos blocos. .........................................................89

3.2.3.4. Caracterização dos blocos em laboratório............................................90

- Características dos constituintes do betão dos blocos: análise granulométrica,

massa volúmica dos agregados e características do cimento. .................................90 - Dimensões dos blocos. .........................................................................................91 - Percentagem de furação........................................................................................91 - Massa volúmica dos blocos. .................................................................................93 - Absorção de água por imersão dos blocos............................................................94 - Absorção de água por capilaridade dos blocos. ....................................................95 - Resistência à compressão dos blocos. ..................................................................96

3.3. Avaliação das características das argamassas. .......................................................................97

3.3.1. Documentos normativos utilizados na análise das argamassas. ............................98

3.3.1.1. Consistência da composição da argamassa. .........................................98

3.3.1.2. Análise granulométrica. .......................................................................98

3.3.1.3. Massa volúmica dos agregados e da composição. ...............................99

3.3.1.4. Resistência da argamassa. ....................................................................99

3.3.2. Argamassa normal. ..............................................................................................101

- Consistência do betão. ........................................................................................101 - Características dos constituintes da argamassa normal: análise

granulométrica e massa volúmica dos agregados e características do cimento. ...102 - Resistência à compressão e flexão da argamassa normal e coeficiente de

endurecimento.......................................................................................................103 - Composição da argamassa normal......................................................................104

3.3.3. Argamassa de cal. ................................................................................................105

- Consistência do betão. ........................................................................................105 - Características dos constituintes argamassa de cal: análise granulométrica e

massa volúmica dos agregados e características do cimento. ...............................105

Índice geral.

XIV - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

- Resistência à compressão e flexão da argamassa de cal e coeficiente de

endurecimento.......................................................................................................105 - Composição da argamassa de cal. ......................................................................107

3.4. Avaliação das características do microbetão. .......................................................................107

3.4.1. Documentos normativos utilizados na análise do microbetão. ...........................108

3.4.1.1. Consistência da composição do microbetão.......................................108

3.4.1.2. Análise granulométrica. .....................................................................108

3.4.1.3. Resistência do microbetão..................................................................108

3.4.2. Características do microbetão utilizado...............................................................109

- Consistência do microbetão................................................................................109 - Características dos constituintes do microbetão: análise granulométrica e

massa volúmica dos agregados e características do cimento. ...............................109 - Resistência à compressão do microbetão e coeficiente de endurecimento.........110 - Composição do microbetão. ...............................................................................111

Capítulo 4 – Caracterização e ensaio dos provetes de alvenaria. 4.1. Introdução. ...........................................................................................................................114

4.2. Programa de ensaios. ...........................................................................................................115

4.2.1. Definição do modelo e equipamento de ensaio. ..................................................115

4.2.2. Montagem dos provetes e verificação das suas dimensões. ................................117

4.2.3. Preparação e instrumentação dos provetes para a realização do ensaio. .............121

4.2.4. Realização do ensaio à compressão dos provetes................................................124

4.2.5. Análise dos valores obtidos pelos aparelhos de medida......................................126

4.3. Resultados dos ensaios dos provetes. ...................................................................................129

Capítulo 5 – Apresentação e análise dos resultados. 5.1. Introdução. ............................................................................................................................134

5.2. Resultados da caracterização dos elementos utilizados nos provetes de alvenaria. .............134

5.2.1. Estudo de blocos de Betão...................................................................................134

5.2.1.1. Consistência do betão, cura da massa fresca moldada e massa volúmica

dos agregados. .................................................................................................134

5.2.1.2. Dimensões dos blocos. .......................................................................135

5.2.1.3. Percentagem de furação. ....................................................................136

5.2.1.4. Massa volúmica dos blocos................................................................136


Índice geral.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XV

5.2.1.5. Absorção de água dos blocos. ............................................................136

5.2.1.6. Resistência à compressão dos blocos. ................................................137

5.2.2. Estudo das argamassas. .......................................................................................137

5.2.2.1. Consistência da argamassa e massa volúmica dos agregados............138

5.2.2.2. Resistência à compressão e à flexão da argamassa. ...........................138

5.2.3. Estudo do microbetão. .........................................................................................140

5.2.3.1. Consistência do microbetão e massa volúmica dos agregados. .........140

5.2.3.2. Resistência à compressão do microbetão. ..........................................140

5.3. Comparação dos resultados nos provetes: valores experimentais e de cálculo. ..................141

5.3.1. Apresentação de valores da resistência e do módulo de elasticidade..................141

5.3.1.1. Resistência à compressão dos provetes. .............................................141

5.3.1.2. Módulo de elasticidade dos provetes. ................................................145

5.3.2. Comparação de valores........................................................................................148

5.3.3. Ajustamento de resultados experimentais dos provetes. .....................................150

5.4. Determinação dos coeficientes da expressão fk = K . fbα . fm

β. ..............................................153

Capítulo 6 – Conclusões e sugestões para futuros trabalhos. 6.1. Considerações gerais. ...........................................................................................................158

6.2. Conclusões............................................................................................................................161

6.3. Sugestões para futuros trabalhos. .........................................................................................164

Referências bibliográficas.

Anexo I - Caracterização das empresas fornecedoras dos blocos. I.1. Análise de blocos produzidos pela Empresa A. ....................................................................175

I.1.1. Caracterização da Empresa A...............................................................................175

I.1.2. Tipologia, composição e concepção dos blocos de betão. ...................................176

I.1.2.1. Tipos de blocos produzidos. ...............................................................176

I.1.2.2. Geometria dos blocos produzidos. ......................................................176

I.1.2.3. Processo de fabrico e transporte do betão...........................................176

I.1.2.4. Composição do betão dos blocos. .......................................................179

I.1.2.5. Concepção dos blocos de betão. .........................................................179

I.1.2.6. Cura e armazenamento dos blocos de betão. ......................................180

I.1.2.7. Controlo de qualidade. ........................................................................181

Índice geral.

XVI - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

I.2. Análise de blocos produzidos pela Empresa B. ....................................................................181

I.2.1. Caracterização da Empresa B...............................................................................181

I.2.2. Tipologia, composição e concepção dos blocos de betão. ...................................182

I.2.2.1. Tipos de blocos produzidos. ...............................................................182

I.2.2.2. Geometria dos blocos produzidos. ......................................................182

I.2.2.3. Processo de fabrico e transporte do betão...........................................183

I.2.2.4. Composição do betão dos blocos resistentes. .....................................183

I.2.2.5. Concepção, cura e armazenamento e controle de qualidade dos blocos

resistentes de betão..........................................................................................184

Anexo II – Resultados dos ensaios: Quadros e figuras. II.1 – Resultados dos blocos da Empresa A.................................................................................186

II.2 – Resultados dos blocos da Empresa B.................................................................................187

II.3 – Resultados dos ensaios de argamassa normal. ...................................................................189

II.4 – Resultados dos ensaios de argamassa de cal......................................................................194

II.5 – Resultados dos ensaios do microbetão...............................................................................195

II.6 – Resultados dos ensaios dos provetes..................................................................................196

Anexo III – Análise dos resultados dos ensaios: Quadros e figuras. III.1 – Diagramas tensão-extensão vertical dos provetes. ...........................................................213

III.2 – Diagramas tensão-extensão vertical dos Grupos de provetes...........................................221

III.3 – Comparação de diagramas tensão-extensão vertical entre Grupos de provetes. ..............224

Anexo IV – Coeficientes correctivos e coeficientes K, α e β. IV.1. Coeficiente correctivos.......................................................................................................229

IV.1.1. Coeficiente correctivo da resistência à compressão..........................................229

IV.1.2. Coeficiente correctivo do módulo de elasticidade. ...........................................231

IV.2. Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fbα . fm

β............................................................233

Anexo V – Fotografias diversas. V.1. Fotografias. ..........................................................................................................................237


Índice de figuras.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XVII

Índice de figuras

Capítulo 1 – Introdução.

Capítulo 2 – Generalidades sobre alvenarias. Figura 2.1 – Construção romana perto de Belmonte – Torre Centum Coeli ............................................................... 19 Figura 2.2 – Templo de Diana, Évora......................................................................................................................... 19 Figura 2.3 – Edifício de 16 pisos em blocos de betão estrutural – alvenaria estrutural, no Central Parque Lapa – São

Paulo. .......................................................................................................................................................................... 31 Figura 2.4 – Edifício de 12 pisos construído em alvenaria estrutural, em São Bernardo do Campo – São Paulo. ..... 31 Figura 2.5 – Exemplo de alvenaria à vista numa habitação particular. ....................................................................... 38 Figura 2.6 – Exemplo de alvenaria à vista num estabelecimento público................................................................... 38 Figura 2.7 – Tipos de aplicação de blocos naturais em alvenarias.............................................................................. 43 Figura 2.8 – Resistência de aderência de diferentes misturas em função da relação A/C [68]. .................................. 59 Figura 2.9 – Resistência à compressão da alvenaria e de aderência em função da relação A/C [68]. ........................ 60 Figura 2.10 – Resistência de aderência em função da superfície específica dos agregados [68]. ............................... 60

Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias. Figura 3.1 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados pela Empresa A. ....................................................... 80 Figura 3.2 – Valores médios das dimensões do bloco da Empresa A (perspectiva). .................................................. 81 Figura 3.3 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados pela Empresa B. ....................................................... 90 Figura 3.4 – Valores médios das dimensões do bloco da Empresa B (perspectiva e corte longitudinal).................... 91 Figura 3.5 – Curva granulométrica da areia utilizada na composição da argamassa normal. ................................... 102 Figura 3.6 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento da argamassa normal. ........ 104 Figura 3.7 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento da argamassa de cal. .......... 106 Figura 3.8 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados na composição do microbetão................................ 109 Figura 3.9 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento do microbetão. .................... 111

Capítulo 4 – Caracterização e ensaio dos provetes de alvenaria. Figura 4.1 – Pórtico de ensaio................................................................................................................................... 115 Figura 4.2 – Aparelhos de registos de valores: Data Logger e computador.............................................................. 116 Figura 4.3 – Dimensão dos provetes e pontos de colocação de deflectómetros para leitura de alongamentos. ........ 118 Figura 4.4 – Esquema de distribuição de cargas nos provetes. ................................................................................. 122 Figura 4.5 – Esquema de colocação dos deflectómetros nos provetes...................................................................... 123

Capítulo 5 – Apresentação e análise dos resultados.

Capítulo 6 – Conclusões e sugestões para futuros trabalhos.

Índice de figuras.

XVIII - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”


Anexo I - Caracterização das empresas fornecedoras dos blocos. Figura I.1 – Esquema geral da linha de produção de blocos..................................................................................... 178

Anexo II – Resultados dos ensaios: Quadros e figuras. Figura II.1 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pA1. ............................. 196 Figura II.2 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pA2. ............................. 197 Figura II.3 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pA3. ............................. 198 Figura II.4 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pB1. ............................. 199 Figura II.5 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pB2. ............................. 200 Figura II.6 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pB3. ............................. 201 Figura II.7 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pC1. ............................. 202 Figura II.8 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pC2. ............................. 203 Figura II.9 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pC3. ............................. 204 Figura II.10 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD1. ........................... 205 Figura II.11 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD2.1. ........................ 206 Figura II.12 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD2.2. ........................ 207 Figura II.13 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD3. ........................... 208 Figura II.14 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pE1. ........................... 209 Figura II.15 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pE2. ........................... 210 Figura II.16 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pF1............................. 211

Anexo III – Análise dos resultados dos ensaios: Quadros e figuras. Figura III.1 – Diagramas tensão-extensão da provete pA1. ...................................................................................... 213 Figura III.2 – Diagramas tensão-extensão da provete pA2. ...................................................................................... 214 Figura III.3 – Diagramas tensão-extensão da provete pA3. ...................................................................................... 214 Figura III.4 – Diagramas tensão-extensão da provete pB1. ...................................................................................... 215 Figura III.5 – Diagramas tensão-extensão da provete pB2. ...................................................................................... 215 Figura III.6 – Diagramas tensão-extensão da provete pB3. ...................................................................................... 216 Figura III.7 – Diagramas tensão-extensão da provete pC1. ...................................................................................... 216 Figura III.8 – Diagramas tensão-extensão da provete pC2. ...................................................................................... 217 Figura III.9 – Diagramas tensão-extensão da provete pC3. ...................................................................................... 217 Figura III.10 – Diagramas tensão-extensão da provete pD1. .................................................................................... 218 Figura III.11 – Diagramas tensão-extensão da provete pD2.1. ................................................................................. 218 Figura III.12 – Diagramas tensão-extensão da provete pD2.2.. ................................................................................ 219 Figura III.13 – Diagramas tensão-extensão da provete pD3. .................................................................................... 219 Figura III.14 – Diagramas tensão-extensão da provete pE1. .................................................................................... 220 Figura III.15 – Diagramas tensão-extensão da provete pE2. .................................................................................... 220


Índice de figuras.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XIX

Figura III.16 – Diagramas tensão-extensão da provete pF........................................................................................ 221 Figura III.17 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 1 (provetes pA1, pA2, pA3, pB1, pB2, pB3). ...................... 222 Figura III.18 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 2 (provetes pC1, pC2, pC3, pD1 e pD2.1). .......................... 222 Figura III.19 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 3 (provetes pD2.2. e pD3). ................................................... 223 Figura III.20 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 4 (provetes pE1, pE2)........................................................... 223 Figura III.21 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 5 (provete pF)....................................................................... 224 Figura III.22 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos. ................................................................. 225 Figura III.23 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 1 e 2.......................................................... 225 Figura III.24 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 2 e 3.......................................................... 226 Figura III.25 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 3 e 4.......................................................... 226 Figura III.26 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 3 e 5.......................................................... 227

Anexo IV – Coeficientes correctivos e coeficientes K, α e β.

Anexo V – Fotografias diversas. Figuras V.1 – Ensaios na empresa: desmoldagem de blocos frescos, pesagem da massa fresca e de blocos curados e

ensaio de abaixamento. ............................................................................................................................................. 237 Figuras V.2 – Ensaios em laboratório: análise da absorção de água por capilaridade em blocos. ............................ 237 Figura V.3 – Montagem dos provetes de alvenaria e de provetes cúbicos de argamassa. ........................................ 237 Figuras V.4 – Esquema genérico da realização dos ensaios de compressão de provetes de alvenaria no Pórtico. ... 237 Figuras V.5 – Realização do ensaio: fase de carga, fissuração e aspecto final da rotura do provete. ....................... 238 Figuras V.6 – Realização do ensaio: fase de carga, e aspecto final da rotura de outro provete. ............................... 238 Figuras V.7 – Realização do ensaio: utilização de protecção do meio envolvente. .................................................. 238 Figuras V.8 – Realização do ensaio: fase de carga e rotura do provete. ................................................................... 238 Figuras V.9 – Realização do ensaio: rotura explosiva do provete, aspecto da destruição e desfasamento dos septos

transversais. .............................................................................................................................................................. 239 Figura V.10 – Reforço transversal do perfil metálico distribuidor de cargas verticais. ............................................ 239 Figuras V.11 – Alteração do tipo de aparelho de carga: Pórtico e Prensa. ............................................................... 239 Figura V.12 – Esquema genérico da realização dos ensaios de compressão de provetes de alvenaria na Prensa..... 239 Figuras V.13 – Realização dos ensaios: registos de valores e rotura dos provetes. .................................................. 240 Figuras V.14 – Realização dos ensaios dos provetes com microbetão: fissuração e descolamento por perda de

aderência bloco-microbetão. ..................................................................................................................................... 240 Figuras V.15 – Provete com argamassa de cal e ensaio de abaixamento da argamassa............................................ 240 Figuras V.16 – Fim do trabalho. ............................................................................................................................... 240

Índice de Quadros.

XX - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Índice de Quadros


Capítulo 2 – Generalidades sobre alvenarias. Quadro 2.1 – Síntese dos elementos resistentes em Edifícios..................................................................................... 20 Quadro 2.2 – Vantagens e desvantagens dos blocos de betão..................................................................................... 44 Quadro 2.3 – Vantagens e desvantagens dos blocos de argila expandida................................................................... 44 Quadro 2.4 – Vantagens e desvantagens dos blocos de betão celular autoclavado..................................................... 44 Quadro 2.5 – Vantagens e desvantagens dos elementos de tijolo cerâmico................................................................ 45 Quadro 2.6 – Consistência da argamassa segundo o prEN 1015-6. ............................................................................ 48 Quadro 2.7 – Tipos de trabalhabilidade e meios de compactação segundo Coutinho. ............................................... 49 Quadro 2.8 – Classes de trabalhabilidade segundo NP ENV 206. .............................................................................. 49 Quadro 2.9 – Classificação e composição da argamassa em volume de acordo com o CIB. ...................................... 52 Quadro 2.10 – Classificação e composição da argamassa de acordo com a norma BS 5628: part. 1......................... 53 Quadro 2.11 – Resistência à compressão da argamassa segundo a ASTM C270. ....................................................... 53 Quadro 2.12 – Caracterização das classes de areias.................................................................................................... 54 Quadro 2.13 – Classes de resistência à compressão do microbetão............................................................................ 61 Quadro 2.14 – Resistência à compressão do microbetão segundo a ASTM C476....................................................... 61

Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias. Quadro 3.1 – Classificação do agregado quanto à baridade e principais aplicações do betão com ele fabricado [30].

.................................................................................................................................................................................... 67 Quadro 3.2 – Massa volúmica absoluta e baridade para ligantes................................................................................ 68 Quadro 3.3 – Tolerâncias das dimensões exteriores segundo prEN 771-3. ................................................................ 68 Quadro 3.4 – Percentagem de furação segundo o EC6. .............................................................................................. 69 Quadro 3.5 – Resistência à compressão dos blocos segundo diferentes normas. ....................................................... 75 Quadro 3.6 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa A. ................................................................... 77 Quadro 3.7 – Resultados do ensaio de abaixamento e massa fresca do betão utilizado nos blocos da Empresa A. ... 79 Quadro 3.8 – Características dos constituintes do betão utilizado nos blocos da Empresa A. ................................... 80 Quadro 3.9 – Percentagem de furação dos blocos da Empresa A. ............................................................................. 82 Quadro 3.10 – Massa volúmica dos blocos da Empresa A. ....................................................................................... 83 Quadro 3.11 – Absorção de água por imersão dos blocos da Empresa A. ................................................................. 83 Quadro 3.12 – Absorção de água por capilaridade dos blocos da Empresa A. .......................................................... 84 Quadro 3.13 – Resistência média à compressão dos blocos da Empresa A. .............................................................. 85 Quadro 3.14 – Resistência à compressão normalizada dos blocos da Empresa A. .................................................... 86 Quadro 3.15 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa B. ................................................................. 87


Índice de Quadros.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XXI

Quadro 3.16 – Resultados da massa dos blocos da Empresa B. ................................................................................. 89 Quadro 3.17 – Características dos constituintes do betão utilizado nos blocos da Empresa B. ................................. 90 Quadro 3.18 – Percentagem de furação dos blocos da Empresa B. ........................................................................... 92 Quadro 3.19 – Massa volúmica dos blocos da Empresa B. ....................................................................................... 93 Quadro 3.20 – Absorção de água por imersão dos blocos da Empresa B. ................................................................. 94 Quadro 3.21 – Absorção de água por capilaridade dos blocos da Empresa B. .......................................................... 95 Quadro 3.22 – Resistência média à compressão dos blocos da Empresa B. .............................................................. 96 Quadro 3.23 – Resistência à compressão normalizada dos blocos da Empresa B. .................................................... 96 Quadro 3.24 – Classes de argamassas de acordo com EC6 e EN 998-2. .................................................................... 99 Quadro 3.25 – Tensões de rotura em argamassas normais em função do tipo de cimento utilizado. ....................... 100 Quadro 3.26 – Programação de ensaios dos provetes de argamassa. ....................................................................... 100 Quadro 3.27 – Características dos constituintes da argamassa normal. ................................................................... 102 Quadro 3.28 – Resultados dos ensaios da argamassa normal. ................................................................................. 103 Quadro 3.29 – Resultados do coeficiente de endurecimento na argamassa normal. ................................................ 104 Quadro 3.30 – Composição da argamassa normal. .................................................................................................. 104 Quadro 3.31 – Características dos constituintes da argamassa de cal...................................................................... 105 Quadro 3.32 – Resultados dos ensaios da argamassa de cal. ................................................................................... 106 Quadro 3.33 – Resultados do coeficiente de endurecimento na argamassa de cal................................................... 107 Quadro 3.34 – Composição da argamassa de cal. .................................................................................................... 107 Quadro 3.35 – Características dos constituintes do microbetão............................................................................... 110 Quadro 3.36 – Resultados dos ensaios do microbetão. ............................................................................................ 110 Quadro 3.37 – Resultados do coeficiente de endurecimento no microbetão............................................................ 111 Quadro 3.38 – Composição do microbetão.............................................................................................................. 111

Capítulo 4 – Caracterização e ensaio dos provetes de alvenaria. Quadro 4.1 – Características da célula de carga........................................................................................................ 116 Quadro 4.2 – Características da prensa de ensaios.................................................................................................... 117 Quadro 4.3 – Dimensões do provete de ensaio de acordo com EC6......................................................................... 117 Quadro 4.4 – Dimensões dos provetes...................................................................................................................... 121 Quadro 4.5 – Agrupamento de provetes, dias de ensaio após montagem e ocorrência da fissuração....................... 126 Quadro 4.6 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios dos provetes. .................................................................. 130 Quadro 4.7 – Resumo dos resultados das rotações dos provetes sujeitos à compressão........................................... 131

Capítulo 5 – Apresentação e análise dos resultados. Quadro 5.1 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção dos blocos. ........................... 135 Quadro 5.2 – Verificação da espessura mínima dos septos dos blocos..................................................................... 135 Quadro 5.3 – Classificação dos blocos segundo a percentagem de furação.............................................................. 136 Quadro 5.4 – Resistência normalizada à compressão dos blocos e valores mínimos estabelecidos no EC6. ........... 137 Quadro 5.5 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção das argamassas..................... 138

Índice de Quadros.

XXII - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Quadro 5.6 – Resistência à compressão e à flexão da argamassa normal utilizada nos provetes e classificação

segundo a norma prEN 998-2. .................................................................................................................................. 138 Quadro 5.7 – Resistência à compressão e à flexão da argamassa de cal utilizada no provete pF e classificação

segundo a norma prEN 998-2. .................................................................................................................................. 139 Quadro 5.8 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção do microbetão. ..................... 140 Quadro 5.9 – Resistência à compressão do microbetão utilizado no provete pE e classificação segundo o EC6..... 140 Quadro 5.10 – Síntese dos resultados experimentais dos ensaios. ............................................................................ 143 Quadro 5.11 – Síntese dos resultados de cálculo aos 28 dias utilizando a expressão fk = K . fb

α . fmβ. ...................... 144

Quadro 5.12 – Síntese dos resultados de cálculo aos d dias utilizando a expressão fk = K . fbα . fm

β. ........................ 145 Quadro 5.13 – Módulo de elasticidade resultante da análise dos resultados experimentais. .................................... 146 Quadro 5.14 – Módulo de elasticidade resultante do cálculo da resistência pelo EC6 aos 28 dias. ......................... 147 Quadro 5.15 – Módulo de elasticidade resultante do cálculo da resistência pelo EC6 aos d dias. ........................... 147 Quadro 5.16 – Comparação de valores experimentais e valores de cálculo aos d dias............................................. 148 Quadro 5.17 – Comparação de valores rectificados e valores de cálculo aos d dias. ............................................... 151 Quadro 5.18 – Comparação de valores experimentais e ajustados com valores obtidos pela Fórmula de Haller. ... 153



Anexo I - Caracterização das empresas fornecedoras dos blocos. Quadro I.1 – Quadro de pessoal da Empresa A......................................................................................................... 175 Quadro I.2 – Características da produção da Empresa A. ......................................................................................... 175 Quadro I.3 – Características da linha de produção da Empresa A. ........................................................................... 177 Quadro I.4 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa A................................................................... 179 Quadro I.5 – Quadro de pessoal da Empresa B......................................................................................................... 181 Quadro I.6 – Características da produção da Empresa B. ......................................................................................... 182 Quadro I.7 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa B................................................................... 183

Anexo II – Resultados dos ensaios: Quadros e figuras. Quadro II.1 – Resultados das amostras dos ensaios à compressão nos blocos da Empresa A. ................................. 186 Quadro II.2 – Resultados das amostras dos ensaios à compressão nos blocos da Empresa B. ................................. 187 Quadro II.3 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pA..................................................................... 189 Quadro II.4 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pB. .................................................................... 190 Quadro II.5 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pC. .................................................................... 191 Quadro II.6 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pD..................................................................... 192 Quadro II.7 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pE. .................................................................... 193 Quadro II.8 – Estudo da argamassa de cal utilizada no provete pF. ......................................................................... 194 Quadro II.9 – Estudo do microbetão utilizado nos provetes pE................................................................................ 195

Anexo III – Análise dos resultados dos ensaios: Quadros e figuras.


Índice de Quadros.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XXIII

Quadro III.1 – Agrupamento de provetes consoante a sua execução e o seu ensaio................................................. 221 Quadro III.2 – Esquema de comparação gráfica entre grupos. ................................................................................. 224

Anexo IV – Coeficientes correctivos e coeficientes K, α e β. Quadro IV.1 – Ajustamento da resistência à compressão com base nos valores experimentais aos d dias. ............. 230 Quadro IV.2 – Ajustamento dos módulos de elasticidade com base nos valores experimentais aos d dias. ............ 232 Quadro IV.3 – Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fb

α . fmβ com base nos valores aos d dias. ...................... 235

Quadro IV.4 – Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fbα . fm

β para valores aos 28 dias de acordo com o EC6.235

Anexo V – Fotografias diversas.

Simbologia.

XXIV - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”

Simbologia

1- Símbolos gerais

Ai Área carregada do provete cm2

d Dias de endurecimento do betão

E Módulo de elasticidade da alvenaria MPa

ei Extensão vertical média obtida pela leitura das quatro deformações

correspondentes a 1/3 da carga máxima Fi.max

Ei Módulo de elasticidade individual de um provete MPa

f Resistência média à compressão da alvenaria MPa

fb Resistência média normalizada à compressão dos blocos MPa

fb’ Resistência média à compressão dos blocos MPa

fc Resistência à compressão do betão MPa

fcj Resistência à compressão do betão aos j dias de idade MPa

fck Resistência característica à compressão do betão MPa

fct Resistência à tracção do betão MPa

ff Resistência média à flexão da argamassa MPa

fi Resistência à compressão de um provete individual de alvenaria MPa

Fi Força atingida pelo o provete na rotura Tf

Fi.max Força máxima atingida pelo o provete na rotura Tf

fk Resistência característica à compressão da alvenaria MPa

fm Resistência média à compressão da argamassa MPa

fvk Resistência característica ao cizalhamento da alvenaria MPa

fvk0 Resistência característica ao cizalhamento da alvenaria sem compressão MPa

hs Altura do provete de alvenaria mm

hu Altura do bloco mm

K Constante para cálculo da resistência característica à compressão da alvenaria

ls Comprimento do provete de alvenaria mm

lu Comprimento do bloco mm

m Massa do bloco kg

md Massa seca do bloco kg

mi Massa inicial do provete. kg

ms Massa saturada do bloco kg

ts Espessura do provete de alvenaria mm

tu Espessura do bloco mm

V Volume do bloco m3


Simbologia.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - XXV

φ Dimensão do agregado mm

ρ Massa volúmica kg/m3

σ Tensão MPa

2- Abreviaturas

ABCI Associação Brasileira da Construção Industrializada

ACI American Concrete Institute

AFNOR Association Française de Normalization

ASSIMAGRA Associação Portuguesa dos Industriais de Mármores, Granitos e Ramos afins

ASTM American Society for Testing and Materials

ATIC Associação Técnica da Industria de Cimento

BRS Building Research Station

BSI British Standard Institution

CEN European Committee for Standardization

CIB International Council for Building Research Studies and Documentation

EC Eurocode

E-i Especificação n.º i

EN i Norma Europeia n.º i

ENV i Pré Norma Europeia n.º i

FEUP Faculdade de Engenharias da Universidade do Porto

IGPAI Inspecção Geral dos Produtos Agrícolas e Industriais

INCM Imprensa Nacional Casa da Moeda

INE Instituto Nacional de Estatística

ISEC Instituto Superior de Engenharias de Coimbra

IST Instituto Superior Técnico

LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil

NP-i Norma Portuguesa n.º i

PCI Portland Cement Institute

prEN i Projecto de Norma Europeia n.º i

RCCTE Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios

RGR Regulamento Geral sobre o Ruído

RSCI Regulamento de Segurança contra Incêndio


Capítulo 1 - Introdução.

“Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão” - 1



2 - “Comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de acções de compressão”


1.1. Considerações gerais.

Em muitos países provou-se, quer por estudos realizados, quer pela própria tradição da

construção, que a solução de estruturas em alvenaria resistente era de certa forma bastante mais

económica do que outras soluções. Naturalmente o termo “económico” depende de vários

factores. Um deles, de extremo significado, é a referida tradição na forma de construir. Este

factor obrigou desde sempre que fossem feitos estudos constantes de mercados, de garantia de

qualidade e de obtenção de parâmetros técnicos por parte das empresas fornecedoras, bem como

a adaptação e constante desenvolvimento destas, quer nas linhas de produção quer na sua forma

de adaptação e crescimento no mercado. O custo associado à implementação deste processo

construtivo num curto espaço de tempo é difícil de quantificar. Naturalmente havia que dotar as

empresas actuais de sistemas de fabricação apropriadas para conceber materiais mais resistentes

e mais específicos, para além de terem que se realizar muito rapidamente estudos de investigação

a fim de garantir características para os blocos que permitissem a sua utilização no referido

sistema estrutural. No entanto faltaria sempre a confiança do mercado em utilizar esse sistema.

Com este estudo pretende-se avaliar, as características dos blocos para aplicação em

estruturas de alvenaria resistente e não apenas em estruturas de alvenarias confinada como vêm

sendo utilizados sobretudo em edifícios de pequeno porte. Por outro lado, este estudo tem por

objectivo realizar mais uma pequena contribuição para que se acredite no processo construtivo

em alvenaria estrutural em Portugal. A valorização desta técnica, semelhante à valorização

verificada nos últimos anos no processo de construção em estruturas metálicas, contraria a

solução mais utilizada – estruturas reticuladas de betão.

Desta forma pretende-se estabelecer coeficientes, de acordo com a nova regulamentação

(Eurocode) para os elementos integrantes e fazer validar as expressões integrantes daqueles

regulamentos para as características dos blocos de produção nacional, sobretudo para os blocos

de betão. Assim procedeu-se inicialmente à caracterização experimental de produções de blocos

de betão com as características como são produzidos e a uma caracterização das argamassas de




ligação produzidas em laboratório com o objectivo de comparar valores resistentes de paredes de

ensaio com valores obtidos da partir de expressões de cálculo definidas no Eurocode 6 [14],

correlacionando os coeficientes definidos nestas com os que resultam dos ensaios.

1.2. Estrutura do trabalho.

Do ponto de vista organizativo o texto apresenta seis capítulos e cinco anexos.

Após esta breve introdução, no Capítulo 2 – Generalidades sobre alvenarias,

apresentam-se algumas definições de interesse relacionadas com o conceito de Alvenarias, uma

breve resenha histórica da utilização das Alvenarias em Portugal e no estrangeiro. Para uma

percepção mais integral do problema das Alvenarias referem-se exigências funcionais das

paredes, tipologias das estruturas correntes e materiais e suas características a garantir na

construção de paredes de alvenaria.

No Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias, é feito o

levantamento das características dos blocos de betão produzidos actualmente, identificando

processos de fabrico, critérios de amostragem, tipologia e concepção, e composição dos blocos.

Sobre os blocos são ainda realizados diversos ensaios de caracterização. Neste capítulo são

também avaliadas as características das diferentes argamassas utilizadas na montagem dos

provetes de alvenaria, bem como as características do microbetão.

O Capítulo 4 – Caracterização e ensaios dos provetes de alvenaria, é dedicado aos

processos de ensaio utilizados em provetes para a obtenção das características pretendidas, tendo

em conta as respectivas normas e regras de ensaio também aqui referidas. Neste capítulo faz-se

uma definição do modelo e caracterização do equipamento de ensaio, bem como a descrição do

processo de montagem dos provetes de acordo com os elementos estudados no Capítulo 3 e

respectivos ensaios à compressão. Esquematizam-se ainda os resultados obtidos.

No Capítulo 5 – Apresentação e análise dos resultados, são discutidos aspectos

referidos ao longo do texto. Analisam-se e comparam-se os resultados obtidos pelos ensaios



realizados nos blocos produzidos pela empresa, analisam-se os valores resistentes dos blocos de

betão, da argamassa, do microbetão e dos diferentes provetes de alvenaria. Faz-se uma

comparação dos valores obtidos nos ensaios dos provetes com os valores obtidos através das

expressões do Eurocode 6. Por último procuram-se estabelecer os coeficientes que compõem as

referidas expressões de acordo com os resultados obtidos.

No Capítulo 6 – Conclusões e sugestões para futuros trabalhos, apresentam-se as

conclusões mais relevantes do trabalho e sugerem-se possíveis estudos que poderão ser

desenvolvidos no futuro.

Por fim, nos Anexos expõe-se a caracterização das empresas fornecedoras dos blocos,

apresentam-se Quadros e Figuras resultantes do estudo elaborado, esquematiza-se a

determinação dos coeficientes da expressão fk = K . fbα . fm

β e acrescenta-se um conjunto de

fotografias obtidas durante a realização do estudo experimental.


Capítulo 2 – Generalidades sobre alvenarias.






Este capítulo começa inicialmente por referir algumas definições directamente

relacionadas com a construção, construção em alvenaria e elementos integrantes bem como a

origem de alguns dos termos, que serão importantes na compreensão do trabalho apresentado.

De forma geral, é feita uma breve história das alvenarias, onde se refere as origens da

construção em alvenaria e a forma como era executada, citando frases que permitiram ao longo

dos tempos o registo histórico dessas “grandes” construções. De seguida enumeram-se alguns

tipos de obras executadas em alvenaria em Portugal, realizando-se por fim a situação

internacional neste domínio.

Após estas notas de algum interesse, apresentam-se em sub-capítulos diversas noções a

ter em conta, como é o caso de exigências funcionais (segurança, estanquidade, isolamento

térmico e acústico e durabilidade, manutenção e limpeza), tipologia das estruturas correntes

(alvenaria em função estrutural, alvenaria quanto à sua localização na construção, alvenaria

quanto ao aspecto exterior) e os materiais para execução de estruturas de alvenaria (elementos

naturais, elementos artificiais, elementos de ligação e elementos de enchimento).

2.1. Designações.

Abertura: Rasgo, buraco, fenda em parede, tecto ou piso, com objectivo definido e

formas e dimensões adequadas; vão; acto de abrir, inauguração.

Abrasividade: características que um elemento construtivo por sofrer desgaste ao longo

dos tempos quer por fricção física ou mecânica quer por acção temporal.

Aderência: Qualidade do que se prende a outra coisa ou material com segurança,

oferecendo resistência à separação; o que fixa uma argamassa, um microbetão ou uma tinta a

uma superfície; ligação recíproca.




Adição: material inorgânico, finalmente dividido que pode ser adicionado ao betão (na

amassadura) com a finalidade de melhorar certas propriedades ou para adquirir propriedades

especiais.

Adjuvante: produto que é adicionado em pequenas quantidades referidas à massa do

cimento, antes ou durante a amassadura ou numa operação adicional de amassadura, provocando

as modificações requeridas das propriedades normais.

Adobe: (do árabe tôb) tijolo de barro, simples ou composto por misturas arenosas ou

calcárias e até com palha, seco ou cozido ao sol e com elevada capilaridade.

Aduela: estrutura curva de abóbada; tábua curva do tonel; tábua que guarnece as faces

interiores do vão na espessura da parede; parte do alisar.

Agregado: material constituído por substâncias naturais ou artificiais, britadas ou não,

com partículas de tamanho e forma adequados para o fabrico de betão.

Alabastro: mármore muito brando, compacto, translúcido, de grãos pequeníssimos e

fácil de trabalhar quando recentemente extraído da pedreira.

Alvanel: (do árabe Al-bannã) designação ainda dada em algumas regiões ao profissional

que executa alvenarias; pedreiro.

Alvenaria: (do árabe Bâtre) Obra de pedreiro, constituída por blocos artificiais

(cerâmicos, betão) ou naturais sobrepostas e arrumadas, cimentadas por massas de areia e

aglomerante cálcico (correntemente designado por argamassa); obra de construção sem massas

com cimento, designando-se de alvenaria seca; o betão é uma forma de alvenaria: alvenaria

vazada. Os blocos naturais podem ser regulares ou irregulares dependentemente da função que se

pretende que esse agregado de materiais desempenhe.

Argamassa: (origem ibérica? Só existe na Península Ibérica) designa todas as massas

utilizadas em obra de alvenaria e rebocos, não tendo já aplicação nas massas usadas pelo

estucador; é um tipo de betão mas que se distingue deste pelo facto de a máxima dimensão do

agregado ser menor ou igual a 4 mm.

Arpelho: garra de ferro com «unhas» rasgadas para fixação com argamassa em

alvenarias e cantarias.

Baldrame: (origem árabe?) alicerce sem grandes exigências de segurança para

construções provisórias leves de madeira, para alicerces de alvenaria pobre ou de grades de

madeira sobre pequenas estacas cravadas com marreta. No Brasil, o termo aplica-se também a

cintas ou lintéis de fundação entre maciços.



Betão: material formado pela mistura de cimento, de agregados grossos e finos e de

água, resultante do endurecimento da pasta de cimento (cimento+água); para além destes

componentes básicos, pode também conter adjuvantes e adições [30].

Bloco: (origem inglesa: block) massa volumosa e pesada de pedra natural ou artificial.

Tijolo de betão simples prensado, maciço ou aligeirado para paredes de alvenaria.

Bloco (ou bloco) de betão: produto de betão homogéneo, não armado, de agregados

correntes ou leves, com forma paralelepipédica, de fabricação industrial, possuindo

características regulares e controladas.

Cabouco (origem latim: cavu) ou cavouco: vala ou caixa aberta no terreno para

implantação das fundações de uma construção.

Cimento: (origem latim: caementum - ligante hidráulico) material inorgânico finamente

moído que, quando misturado com a água, forma uma pasta que faz presa e endurece em virtude

das reacções e processos de hidratação e que, depois de endurecer, mantém a sua resistência e

estabilidade mesmo debaixo de água.

Dique: (origem: holandês dijk para francês dique) construção de alvenaria, de betão, de

madeira ou de terra, destinada a conter águas.

Gaiola: (origem: francês “caveola”) construção com esqueleto de madeira, ferro, betão,

e/ou outros materiais sobre o qual se aplicam materiais de enchimento e revestimento.

Granulometria: distribuição das percentagens das partículas de determinadas dimensões

que compõem o agregado [30].

Junta: espaço entre dois blocos adjacentes, preenchido ou não por material,

correntemente designado de argamassa. De acordo com a sua execução e apresentação, as juntas

podem ser contínuas ou descontínuas.

Ligante: pasta ou pó utilizada com o objectivo de aglomerar uma proporção elevada de

materiais agregados (areias, godos, pedra britada, etc.), conferindo ao conjunto grande coesão e

resistência, e que os torna aptos a serem utilizados na construção como argamassas e betões.

Parede: (origem: latim “pariete”) obra de alvenaria, betão, ou mesmo de carpintaria que

serve para vedar espaços interiores e exteriores de edifícios e formar elementos de protecção

contra invasão de espaços rústicos, logradouros, etc.

Pedra: (origem: latim “petra”) material mineral dura e sólida, da natureza das rochas. É

a matéria de maior intervenção na construção, desde matéria-prima da produção de aglomerantes

cálcicos aos agregados e blocos de betão e alvenarias. São também de pedra os mais duráveis e




resistentes materiais utilizados nos revestimentos de paredes exteriores e interiores, como

também nos pavimentos.

Percentagem de furação: razão entre a secção bruta deduzida da secção efectiva e a

secção bruta. Expressa a relação entre a superfície total dos orifícios atravessantes, ou profundos

não atravessantes, e a secção total da face perpendicular aos orifícios limitada pelo seu contorno.

Perpianho: (origem: espanhol “perpiaño”) parede feita com pedras aparelhadas, que

ocupam toda a espessura da zona corrente, em todos os lados e juntas horizontais e verticais.

Obra de cantaria existente fundamentalmente em edifícios nobres como monumentos e casas

senhoriais.

Rebar: (origem: latim “replu”) encher espaço com “rebos” (pedra irregular ou cascalho).

Em paredes de alvenaria aparelhada com duas faces vistas, o intervalo entre pedras talhadas é

normalmente preenchido com “rebos”. Termo pouco usado. Usava-se mais o termo de alvenaria

de padiola.

Taipa: (origem: castelhano “taypa”) parede de alvenaria de barro, palha e pequenas

pedras em camadas, vazada e batida.

Tijolo: (origem: latim “tigellu”) produto de cerâmica de barro vermelho já

exclusivamente utilizado nas construções da civilização mesopotâmica como pedra artificial. É o

resultado da cozedura dos adobes (ainda hoje utilizados nas construções rurais). A evolução das

técnicas de tratamento do barro, a par da evolução dos meios tecnológicos de moldagem e

cozedura, levaram a que hoje se fabrique mais de uma centena de tipos de tijolos para satisfação

de necessidades também em constante crescimento.

Volume efectivo aparente: volume resultante do produto das dimensões efectivas

exteriores do bloco.

Volume real: volume resultante do produto das dimensões efectivas exteriores do bloco

deduzido do volume dos furos existente no bloco.

Secção bruta: superfície obtida do produto das duas dimensões efectivas (comprimento

e espessura), medidas numa mesma secção horizontal.

Secção efectiva: superfície obtida pela diferença entre a secção bruta e a área de vazios

existente nessa mesma secção. Na acepção corrente refere-se à secção mínima susceptível de ser

obtida no bloco.



Engenharia Civil: o termo Engenharia provém do latim “ingenium”, procedente da

palavra grega “genos”. Representa o génio da construção, especialmente da militar. Entretanto

surge a expressão Engenharia civil no século XIV significando a arte de construir máquinas ou

obras não destinadas à guerra, à igreja e aos serviços públicos. Posteriormente a expressão deu

origem a outras engenharias, tais como mecânica, materiais, etc. O conceito de Engenharia Civil

surgiu a fim de englobar obras que procuraram resolver problemas de necessidade de água,

saneamento, transportes, ocorrência de cheias e de erosão dos solos bem como problemas de

ordenamento territorial. Desde então, Engenharia Civil representa a Engenharia da construção:

de pontes, edifícios, obras hidráulicas, estradas, portos, etc., ou seja, projectos e realização de

obras do equipamento social básico [7, 79].

2.2. Breve história das Alvenarias.

As construções em alvenaria remontam ao tempo dos povos primitivos que preparavam

as grutas para habitação e defesa e construíam obras diversas para culto das mais variadas

crenças [7, 33, 35, 84]. A construção e os seus processos tiveram uma evolução crescente com a

passagem dos tempos e sobretudo com determinados povos como os celtas, os fenícios e os

cartagineses. No entanto a evolução significativa deu-se com a construção de edifícios, estradas e

canais promovidas por povos como os celtas, os gregos, os romanos e os árabes. Qualquer dos

povos teve de desenvolver meios de aplicação dos recursos naturais de que dispunham na sua

região dando origem a obras que ainda hoje são contempladas como as «arquitecturas de raiz

popular».

Desde sempre que a pedra foi o elemento natural mais utilizado na construção quer pelo

aproveitamento das suas características resistentes, quer pelo aspecto que proporciona, sendo por

isso mesmo um elemento, ainda hoje, de muita utilização arquitectónica e estrutural. As suas

propriedades plásticas e o seu elevado grau de resistência ao desgaste e à compressão sempre

permitiram a realização dos mais variados estilos artísticos e construtivos que fazem reconhecer

todo um património que reflecte a evolução ao longo dos tempos da construção [5]. Exemplos

que testemunham este facto são por exemplo, os templos e as catedrais, as pontes e os aquedutos,




os castelos e as muralhas, as casas e os palácios, etc., quase função de condições económicas ou

políticas, míticas ou religiosas. “A partir do século XI, a Europa cobriu-se de igrejas. Nos

lugares de peregrinação (…) edificaram-se enormes construções de pedra. (…) é patente nestes

edifícios a tradição das grandes construções romanas de granito aparelhado, os arcos

redondos, as abóbadas e os grandes volumes por isso se lhe chama arte românica” [65].

A sua utilização é extremamente flexível, tanto servindo para construir e ou revestir

grandes palácios como para executar o mais simples muro de uma casa de aldeia. Os principais

defeitos deste material são a dificuldade de manuseamento e de trabalho que oferece, bem como

as características dimensionais que nem sempre atingem os valores pretendidos. Este motivo

associado a necessidade de obter elementos em quantidade com características semelhantes fez

com que o homem sentisse necessidade de criar os seus próprios materiais - os blocos artificiais.

Os elementos naturais têm hoje uma utilização crescente devido à saturação das

construções actuais e ao seu aspecto que evidenciam a existência de conflitos sociais e urbanos

originando falta de qualidade do ambiente e até arquitectónica. Isto não significa que os

elementos naturais permitem o bem estar absoluto ou que não seja necessário elaborarem-se

estudos ambientais e arquitectónicos. No entanto a sua utilização revela uma aproximação aos

materiais existentes na natureza bem como uma aproximação à imponência que está associada à

grandiosidade dos monumentos seculares. A par deste interesse crescente refere-se ainda a

evolução tecnológica na extracção e no tratamento da rocha natural.

Desde a construção de casas de terra executadas em paredes de Taipa na cidade de

Jericó, a cidade mais antiga do mundo, passaram já 12000 anos. Deste tipo de parede encontram-

-se ainda hoje uma grande percentagem de casas de habitação. Na cidade de Shibam, no Iémen,

os edifícios de terra chegam a atingir 10 pisos. As paredes de Taipa são formadas por terra

húmida comprimida entre taipas amovíveis de madeira, retiradas após a sua secagem, originando

paredes ou muros homogéneos e monolíticos. A execução destas paredes é equivalente, hoje em

dia, à execução de paredes de betão simples. Estas paredes eram executadas com cerca de 0,50 m

e através de compactação da terra húmida com maços apropriados. Após a secagem total, que

durava cerca de quatro meses, era feito o reboco em tempo não húmido, e depois,

periodicamente, a parede era caiada [33, 84].



As primeiras grandes civilizações históricas surgiram nos finais da Idade da Pedra. Há

6500 a.C. desenvolveu-se uma das mais antigas cidades históricas do mundo, na Turquia, Çatal

Huyuk. Esta cidade ocupava uma grande extensão (com uma área aproximada a 13 ha) e era

constituída por habitações rectangulares com paredes de ladrilhos ou tijolos de barro cozido,

secos ao sol (paredes de adobe), muitas delas decoradas com relevos ou pinturas: ”…os

excedentes das riquezas são em parte encaminhados para a construção de habitações mais

cómodas e duradoiras; a madeira, o barro seco ao sol, o tijolo cozido e a pedra foram materiais

sucessivamente utilizados na arquitectura” [65]. Esta nota histórica marca talvez o início da era

do desenvolvimento da construção em alvenaria executada por blocos artificiais.

Estes primeiros blocos, de origem argilosa, possuíam diversas formas e dimensões em

função da utilização, e poderiam imitar simplesmente os blocos de pedra. Foram produzidos

inicialmente com terra argilosa contendo impurezas, depois com argila mais limpa e menos

arenosa, secos ao sol. Constatando que os do primeiro tipo se comportavam melhor passou-se a

adicionar ervas secas e palha, juntando areia quando esta não aparecia na argila.

Esta técnica já era usada antes de 6000 a.C. e desenvolveu-se muito em torno da bacia

mediterrânea, zona cujo clima possibilitava a secagem ao sol, sendo ainda hoje usada em muitas

partes do Globo.

Posteriormente verificou-se que as características dos blocos melhoravam

significativamente se estes fossem cozidos. Esta técnica foi usada pelos Sumérios na cidade de

Ur cerca de 3000 anos a.C., actual Tell el-Muqiyar (Iraque), mas foram os Romanos mais tarde

que a aperfeiçoaram muito para produção em grandes quantidades, devido às exigências de

construção rápida, do desenvolvimento urbano da Roma imperial.

A utilização de blocos naturais e a “fabricação” de blocos artificiais de acordo com

necessidades e técnicas desenvolvidas até então remontam às construções das sociedades

sedentárias. Vitrúvio contemplou mesmo o crescimento das construções e o seu consequente

aperfeiçoamento em De Architectura no 1º séc. D.C. ao afirmar:”…afirmando o seu próprio

espírito, os homens vinham a conceber e a desenvolver projectos sempre mais ambiciosos que




envolviam a multiplicidade das artes e não mais se limitaram a só construir cabanas, mas

verdadeiras casas construídas sobre fundações, com muros de tijolos e pedra, com tectos de

madeira e telhas, chegando com o estudo e a observação a estabelecer os conceitos físicos de

simetria embora tendo partido de critérios incertos e casuais”. Embora seja feita esta referência

à evolução da construção desde o tempo da idade da pedra, só com os romanos é que foram

desenvolvidas verdadeiras técnicas de edificação em alvenaria alicerçando assim o império que

hoje é conhecido pela história. Considerada a cabana primitiva como o modelo original da

arquitectura, segundo o jesuíta Laugier em Essai sur l’Arquitecture, da qual se passou ao templo,

rapidamente o homem primitivo inventou a versão em madeira do dórico, versão que logo foi

copiada em pedra. A rocha natural não substituiu a madeira mas passou a ter uma utilização

estrutural considerável em monumentos grandiosos sobretudo na execução de colunas e outros

elementos resistentes. Em Portugal existem, como exemplo disso, variadíssimos monumentos,

dos quais se destaca o Templo de Diana em Évora onde se evidencia a habilidade dos «pedreiros

construtores lusitanos» e a «competência e arte de construir» dos povos romanos através do

“…corte e preparação da pedra e na sabedoria sobre cimentos, argamassas, alvenarias e

betões romanos” [79].

Alguns povos da Antiguidade criaram uma expressão arquitectónica própria adequada à

utilização do tijolo hoje muito divulgada em grande parte dos países da Europa. De acordo com a

História da Engenharia Civil em Portugal [35], “Os arquitectos medievais dispunham dum

diminuto leque de materiais de construção: pedra, madeira e vidro. Além de outras pequenas

coisas, usavam (...), e argamassa de fraca qualidade nas juntas de alvenaria; por vezes a

argamassa só ganhava presa ao fim de alguns anos e acabava por desaparecer.(...). A pedra era

portanto o material de construção essencial.”.

Com a revolução industrial, nos meados do século passado o desenvolvimento do

processo foi espectacular, conseguindo-se prodígios nas formas, dimensões, leveza e resistência

dos blocos, requerendo normalmente novas técnicas de aplicação.

Straub na sua A History of Civil Engineerig apresenta a evolução da Engenharia

evidenciando técnicas e autores de obras de construção referindo exemplos marcantes, incluindo

naturalmente estruturas de alvenaria [83].



Heyman apresenta diversos trabalhos referindo a aplicação da alvenaria em imponentes

construções como catedrais bem como critérios utilizados na verificação da sua segurança. Faz

referência ainda a trabalhos de outros autores e apresenta diversas figuras e esquemas de

percepção da teoria estrutural utilizada [37, 38, 39].

Com o aparecimento do betão no fim do século passado, surgiram os blocos de betão de

agregados correntes. Os métodos de fabrico inicialmente utilizados deram origem a produtos de

qualidade variável. No entanto, mais recentemente, a introdução de máquinas e métodos

racionais de produção permitiram produzir blocos de betão de qualidade controlada. Da tentativa

de melhorar as características de desempenho térmico, bem como realizar blocos mais leves,

surgiram os blocos de agregados leves. Estes podem ser naturais ou artificiais. São exemplo do

primeiro caso, certos agregados resultantes de rochas vulcânicas leves. Os agregados artificiais

são mais utilizados, resultam frequentemente de transformações efectuadas sobre blocos

naturais, como é o caso da argila expandida ou da cortiça mineralizada; noutros casos utilizam-se

mesmo outros materiais como por exemplo grânulos de poliestireno expandido. Existem ainda

outros materiais utilizados na realização das alvenarias, como por exemplo os blocos de betão

celular autoclavado, que conciliam uma grande leveza com uma razoável resistência mecânica.

Todos estes materiais deverão em geral satisfazer a um conjunto de requisitos gerais e

específicos, função da tecnologia de produção, do seu destino e das exigências funcionais que se

pretendem satisfazer. Normalmente a fixação dessas características, bem como dos ensaios

necessários à sua determinação é realizada em normas, repartindo-se sobretudo em exigências de

aspecto, geométricas, físicas e mecânicas, a discutir oportunamente.

Mas nem só a qualidade dos materiais é importante para o comportamento de estruturas

de alvenaria. Roman afirma [75] que “há muitas construtores que ainda acham que alvenaria

estrutural é somente empilhar tijolos ou blocos, sem um projecto adequado”. Esta afirmação

evidencia que a alvenaria estrutural deve ser pensada também com a utilização de componentes

pré-fabricados, ainda no projecto, devendo haver uma modulação e uma racionalização do

projecto de forma a evitar o corte dos blocos ou a abertura de rasgos para colocação de tubagens

ou dos sistemas de electrificação. Para além dos desperdícios emergentes desta “danificação”, os




blocos perdem características necessárias e inicialmente previstas para o comportamento global

da alvenaria. O Arquitecto Carlos A. Tauil [75] afirma ainda que a construção “pensada” em

alvenaria armada tem uma redução de custos até 25% em relação ao sistema convencional.

Podem referir-se alguns exemplos de grandes obras históricas realizadas em alvenaria

[33, 68, 75, 83, 84], como por exemplo:

- a Grande Pirâmide de Khufu, uma das três pirâmides de Gizé que ainda restam das Sete

Maravilhas da Antiguidade, no Egipto, construída durante o Reinado de Queops (2600

a.C.), segundo Faraó egípcio da IV Dinastia. É constituída por 2,3 milhões de blocos de

pedra, pesando a grande maioria 2,4 Tf, e eleva-se a uma altura de 147 m de altura e

230 m de cada lado da base e o seu revestimento final foi feito em calcário branco fino.

- o Farol de Alexandria, uma das Sete Maravilhas da Antiguidade, foi o primeiro grande

farol do mundo, construído em 280 a.C. no Reinado de Ptolomeu Filadelfo, na ilha de

Faros, do porto de Alexandria, no Egipto. A base foi construída em blocos de pedra, a

sua estrutura era rectangular com uma rampa em espiral em direcção a uma terceira

torre cilíndrica encimada por uma estátua de Zeus. A altura total era de 130m.

Superiormente a estrutura era de mármore e no cume as placas de bronze eram visíveis

durante a noite a uma distância de 30 milhas. De dia uma coluna de fumo originada por

grandes fogueiras guiava a navegação. O Farol foi destruído por um terramoto no séc.

XIV, tendo tido por isso uma vida de aproximadamente 1500 anos.

- Emiland Marie Gauthey, responsável pela construção de S. Geneviève’s Church, o

Panthéon, em Paris, construído de 1757 a 1770, foi a obra que deu início ao Princípio da

alvenaria armada.

- Jean Rodolphe Perronet, famoso engenheiro de estradas e de pontes em alvenaria,

constroi várias pontes, incluindo a Pont de Neuilly e a Pont da la Concorde sobre o Rio

Sena, Paris, nos anos de 1770 a 1790.

- a alvenaria armada foi então utilizada por Marc Brunnel em 1823-43, na construção do

Túnel sob o Rio Tamisa, em Londres. Esta obra é constituída por duas colunas de

ventilação com 15 m de diâmetro e 21 m de altura, com paredes de 75 cm de espessura

armadas verticalmente com barras de φ25 mm e com armaduras nas juntas horizontais.



- a Igreja de Saint Jean de Montmartre, em Paris, construída em 1880, foi construída em

alvenaria armada de tijolos furados constituindo paredes de 12 cm, reforçadas com

barras de aço verticais e de juntas.

- o edifício Modadnock Building, em Chicago, foi construído entre 1889 e 1891, e tratou-

se de um dos primeiros edifícios altos a ser construído em alvenaria resistente de tijolos,

tendo 16 pisos, e sendo a espessura das paredes na base de 1,80 m.

- nos anos 30 deste século, dá-se um grande desenvolvimento da alvenaria estrutural na

América Latina, Estados Unidos e Europa, resultando a construção de grandes edifícios

em planta e em altura.

- Hanaley Hotel, em San Diego, 1966, foi o primeiro edifício a ser construído segundo as

normas da National Concrete Masonry Institute.

- O edifício residencial Kalahari de 15 pisos, em São Paulo, Brasil, é um dos muitos

exemplos de edifícios altos construídos na década de 1990, com a técnica da alvenaria

estrutural que poderiam ser dados. Na zona leste de São Paulo foi construído um

edifício de 24 pisos, sendo até então o edifício recordista em altura no Brasil.

2.2.1. Situação das Alvenarias em Portugal.

Em Portugal, a construção em alvenaria sempre teve uma grande tradição, sendo

fundamental o seu uso no funcionamento estrutural dos edifícios, quer como elementos de

suporte de cargas verticais, quer como elementos de contraventamento da construção. As

construções de casas de terra terão surgido há cerca de 2500 anos, especialmente em zonas em

que a população possuía baixos recursos económicos e em zonas abundantes em terra barrenta.

Na década de 50, deixaram de ser construídas e só recentemente começaram por serem feitas

pequenas experiências, designadamente no Algarve, tendo em vista a sua implementação

sobretudo para actividade turística.

Como em todo lado os materiais utilizados eram a pedra natural, os blocos de tijolo de

barro simples ou com misturas de forma a garantir uma maior resistência (ou blocos de adobe) e

os blocos cerâmicos resistentes. Em função da facilidade de execução em determinadas regiões

desenvolveram-se tecnologias de paredes resistentes moldadas em obra, como as paredes de




taipa, constituídas por argila moldada na obra e armada com fibras vegetais ou barrotes de

madeira (paredes de alvenaria mista). Para complementar a construção destas estruturas

resistentes, executavam-se paredes divisórias não resistentes constituídas por uma estrutura de

madeira preenchidas com uma argamassa leve de forma a criarem uma superfície o mais regular

possível para proporcionarem um razoável acabamento que por reboco quer por assentamento de

azulejos. Exemplo, de relevo, deste tipo de solução construtiva encontra-se nos edifícios da

Baixa Pombalina, muito embora se possam encontrar soluções iguais em milhares de casas

portuguesas. Estes edifícios, ainda actuais, resultaram da reconstrução de uma zona da Cidade de

Lisboa afectada pelo sismo de 1755. A reconstrução teve por objectivo reestruturar o

funcionamento social da zona bem como “…dotar as estruturas dos novos edifícios de

capacidade de resistência a futuros abalos sísmicos”. Os edifícios, agrupados em quarteirões de

forma rectangular estão dotados de paredes de alvenaria de pedra ao longo do contorno exterior

com cerca de 90 cm ao nível do rés-do-chão, reduzindo ligeiramente com a altura. O tecto do

rés-do-chão é constituído por arcos ou abóbadas de alvenaria de pedra ou de ladrilho. Interessa

referir que como estrutura de alvenaria só existem as paredes exteriores e os tectos do rés-do-

chão. A restante estrutura é composta com uma estrutura tridimensional de madeira constituída

por prumos, travessas e diagonais de travamento em “cruz de St. André” (dando a ideia de uma

“gaiola”), vergas e pendurais e posteriormente preenchidos com uma espécie de alvenaria ligeira

constituída por pequenas pedras e blocos cerâmicos assentes com argamassa de cal.

Pinho [74] apresenta um conjunto de soluções mais representativas de paredes de

edifícios antigos, construídas em Portugal, nos últimos dois séculos:

- paredes de cantaria e “enxilharia” utilizadas em edifícios mais nobres, como casas

senhoriais e monumentos, constituídas por paredes de espessura considerável e assentes

de forma cuidada de pedra e de perpianho;

- paredes de alvenaria ordinária e mista, utilizadas em edifícios até cinco pisos, e

constituídas por alvenaria e por cantaria. Este tipo de solução foi largamente utilizado

na reestruturação da Baixa Pombalina em Lisboa, conforme já referido;

- paredes de pedra seca, largamente implementadas em zonas rurais, onde rareava a cal e

predominavam elementos de xisto e granito;

- paredes de alvenaria aparelhada, constituídas por pedras irregulares aparelhadas numa

das faces e assentes em argamassa;



- paredes de tijolo, compostas por diversos tipos de tijolo (tijolo burro, tijolo furado)

assentes em argamassa e colocados em diferentes posições consoante a espessura e a

função da parede;

- paredes de adobe constituídas por tijolos de barro secos ao sol, conforme foi exposto

anteriormente;

- paredes de taipa, formadas por terra húmida comprimida entre taipas amovíveis de

madeira retiradas após a secagem;

- paredes com armadura de palha, servindo esta de elemento com função ligante e

utilizada em paredes de adobe e paredes de pedra seca;

- paredes de formigão que são executadas de forma semelhante às paredes de taipa e em

que é utilizado uma composição semelhante ao betão mas ligada por cal em vez de

cimento;

- paredes de gesso argamassado, são paredes que rapidamente ganham presa e eram

executadas em zonas pouco expostas a humidades, quer do ar, quer do solo;

- paredes de cimento romano, constituída por pedras e tijolos colocados sobre cimento

amassado e posteriormente batidos durante os primeiros instantes em que a mistura se

encontrava fresca,

- alvenaria de beton, em que este era composto pela mistura de saibro ou cascalho com

argamassa hidráulica, tendo sido os principais impulsionadores deste tipo de solução os

Romanos. Esta técnica sofreu nova adopção por parte dos alemães e ingleses em

meados do século passado dando origem ao betão actualmente conhecido e utilizado.

Outras obras de grande relevância e de grande escala, também retractam a tradição da

construção em alvenaria de pedra. Exemplos dignos de construção em alvenaria de pedra, entre

muitos, são o caso da Construção romana (séc. III a.C.) perto de Belmonte - Torre Centum Coeli,

da ponte de alvenaria da Ribeira Grande, da ponte de Trajano em Chaves, da construção romana

(séc. III a.C.) - Templo de Diana em Évora, Templo de Santa Cruz de Coimbra e da construção

romana (séc. XI d.C.) - Sé Velha de Coimbra. Esta obra é uma construção centenária em

alvenaria de pedra bem trabalhada vencendo um vão de cerca de 100 m, através de 8 arcos de

volta inteira que se apoiam em pilares afastados de 10,0 m estendidos ao longo de toda a largura

da ponte. Os arcos são todos iguais, com um raio de 4 m, e os pilares têm uma altura aproximada

de 11 m até à base do tabuleiro [35, 66].




Figura 2.1 – Construção romana perto de Belmonte – Torre Centum Coeli

Figura 2.2 – Templo de Diana, Évora

O Templo de Diana em Évora, o Templo de Santa Cruz e a Sé Velha de Coimbra são

obras religiosas que “…atestam a continuidade de um conhecimento e a maestria na arte de

construir…” [35, 79]. Outras existem mas que evocam guerras ou que têm uma finalidade mais

social como são os aquedutos, pontes e as barragens. Exemplo disso refere-se o Castelo de Porto

de Mós, o mosteiro da Batalha, a Ponte do Carro de Santa Cruz do Bispo, nos arredores de

Matosinhos, a Ponte de Sequeiros nos arredores de Almeida e a Barragem do Vale do Rossim e

da Lagoa Comprida na Serra da Estrela. E muitos mais exemplos poderiam ser dados.

Todas estas obras têm a particularidade de serem construídas em alvenaria, utilizando

para isso elementos naturais unidos por argamassas.



Já no início do séc. XX as alvenarias passam a ter uma função fundamentalmente de

enchimento, permitindo-se desta forma que os elementos constituintes dessa alvenaria possam

ser fabricados com pesos inferiores e com maiores dimensões feita à custa do aumento da

percentagem de furação. Dá-se então início a critérios de fabricação, de formas e dimensões de

blocos de betão e também de tijolos cerâmicos, sem qualquer tipo de normalização adequada ou

adaptada a critérios de qualidade e exigências a obter para a construção, dando assim origem a

que a evolução das indústrias associadas a esses materiais não acompanhassem o

desenvolvimento que se verificou noutras formas de construção, especialmente a construção em

betão armado.

Apesar desse facto, e de acordo com o Instituto Nacional de Estatística – Resultados

definitivos do Censos-91 [50], a utilização de alvenarias como função estrutural continua ainda a

ter um grande peso relativamente a outros tipos de elementos resistentes, especialmente na

construção de edifícios de pequeno porte, conforme se verifica através do Quadro 2.1.

Quadro 2.1 – Síntese dos elementos resistentes em Edifícios.

Edifícios segundo o n.º de pavimentos

Total com 1 pavimento com 2 pavimentos com 3 pavimentos com 4 pavimentos com 5 ou mais

pavimentos

Elementos resistentes 2861717 % 1530523 % 1115181 % 115799 % 54143 % 46071 %

Betão armado 916173 32.0 400660 26.2 384787 34.5 56661 48.9 38072 70.3 35993 78.1

Paredes Resist. Alvenaria 945822 33.1 571417 37.3 323646 29.0 32116 27.7 11351 21.0 7292 15.8

Pedra 881847 30.8 464626 30.4 386052 34.6 24804 21.4 4012 7.4 2353 5.1

Madeira 31800 1.1 20147 1.3 10355 0.9 950 0.8 247 0.5 101 0.2

Outros 86075 3.0 73673 4.8 10341 0.9 1268 1.1 461 0.9 332 0.7

A vantagem de construção de edifícios de pequeno porte em termos económicos ficou

provada através de estudos efectuados onde se efectuam comparações de custos entre soluções

para uma estrutura de um edifício, constatando-se que a solução de alvenaria resistente permite

valores mais económicos [1, 12].




Conforme se verifica no Quadro 2.1, a solução de estruturas reticuladas de betão

armado tem um maior peso, e tanto maior quanto maior for o número de pavimentos do edifício,

e isto devido fundamentalmente aos seguintes aspectos [29]:

- inexistência de um regulamento nacional para construções de alvenaria e falta de

modelos de cálculo confirmados.

- baixa qualidade de execução e de características técnicas adequadas dos blocos para a

construção de alvenaria resistente, devido também à pouca regulamentação e

especificações para os materiais.

- Falta de certificação de empresas produtoras de blocos de betão.

Lourenço [62] afirma que “os métodos de cálculo são essencialmente de natureza

empírica e o uso de ferramentas numéricas para análise ou dimensionamento de estruturas de

alvenaria é incipiente”. Tal como Abrantes [1] também afirma que esta lacuna se deve à

ausência de qualquer regulamento nacional. Lourenço apresenta dois modelos numéricos de

comportamento de estruturas de alvenaria, desde o estado elástico, passando pela fendilhação e

degradação até à perda completa de resistência:

- micro-modelação em que é desenvolvido um modelo detalhado, analisando o efeitos

dos constituintes, definindo os elementos como contínuos e a argamassa como

elementos descontínuos;

- macro-modelação em que se desenvolve um modelo geral, não se efectuando distinção

entre os elementos e a argamassa, e considerando a alvenaria um material anisotrópico

contínuo.

Com o objectivo de alterar a inércia que se verifica neste tipo de solução estrutural e na

produção dos materiais associados, têm sido desenvolvidos esforços quer por parte do LNEC, de

que se referem um “Inquérito à Produção Nacional de Materiais para Alvenaria” [13], e um

Planeamento de Estudos visando a elaboração da “Regulamentação e Normalização da

Construção de Alvenarias” [85], para além de outros trabalhos individuais realizados no âmbito

de obtenção de graus de mestres, investigadores ou doutoramentos, ou mesmo documentos e

relatórios para apresentação em debates ou conferências.



2.2.2. Situação internacional.

A utilização das alvenarias, tal como referido na subsecção anterior, remonta aos

tempos da antiguidade. Vários textos e trabalhos relatam a sua história. Existem nos dias actuais

exemplos de estruturas de alvenaria que remontam ao passado, alguns deles de autoria dos

portugueses do tempo das descobertas: Fortalezas, igrejas, conventos, palácios, estradas, pontes e

barragens espalhadas pelas costas da África Ocidental e Oriental, pela Ásia, nomeadamente na

península industânica, pela América do Sul, Brasil e Colónia do Sacramento na foz do Rio da

Prata, actualmente Uruguai. Na Cidade Fortificada de Safi (Marrocos) envolvida por muralhas

de 5 metros de largura (onde existem outras obras de alvenaria como as paredes de estilo

Manuelino do castelejo, Kechla, e o Forte Príncipe da Beira) e em Rondonia (Brasil) com uma

estrutura quadrangular de 120 m de largo tendo no seu interior 16 grandes edifícios de pedra

lavrada e argamassa actualmente em ruínas, são dois exemplos de alguns marcos fundamentais

dessa herança.

Heyman, refere diversos trabalhos sobre a aplicação da alvenaria em imponentes

construções como as catedrais bem como critérios utilizados na verificação da sua segurança.

Faz referência ainda a autores dessas construções e a estudos desenvolvidos na definição

geométrica das estruturas com base em conceitos de estabilidade, apresentando diversas figuras e

esquemas sobre a teoria estrutural utilizada [37, 38, 39].

Outros exemplos poderiam ser dados com base na documentação apresentada nas

Referências Bibliográficas e em outras publicações que poderiam também ser referidas caso se

pretendesse apresentar um estudo mais alargado sobre este assunto. No entanto esta recolha não

foi feita por sair do âmbito deste trabalho.

A expansão da técnica de construção em alvenarias, e designadamente da alvenaria

estrutural, verificou-se acentuadamente após 1770 com a construção do Panthéon, em Paris. Esta

obra marca o Princípio da alvenaria armada, conforme já referido [39, 68, 83].




Apresentam-se de seguida alguns trabalhos desenvolvidos após aquela data:

- O inglês Marc Brunel efectuou a primeira pesquisa na área da alvenaria estrutural pelos

anos de 1850 – estudo da influência da armadura sobre o comportamento estrutural do

conjunto monolítico de alvenaria.

- N. B. Corson com os resultados de Brunel recomenda a tensão admissível à tracção para

o caso de lintel.

- Hugo Filippi, em 1913, nos Estados Unidos, realiza estudos sobre o comportamento de

vigas armadas – Brick Engineering Handbook.

- L. J. Mensch efectua ensaios sobre vigas de tijolos armadas nas juntas horizontais da

argamassa.

- A. Brener, na Índia, publica em 1923 a teoria racional para o dimensionamento da

alvenaria armada.

- E. L. Atthenont, em França, publica em 1929 “La brique armée homogène dans la

construction générale”.

- Schneider, na Califórnia, Estados Unidos, em 1951 coloca em evidência a contribuição

do espaço de enchimento na resistência ao cizalhamento das paredes e a fraca

participação da argamassa de assentamento e a forte influência do microbetão no

comportamento estrutural das paredes.

- Scrivener, em Canterbury na Nova Zelândia, em 1959, compara as resistências à

compressão de paredes armadas com paredes parcialmente armadas.

- Jonh Blume, em 1968, realiza ensaios em alvenaria armada em tijolos, concluindo que o

aumento da resistência à compressão do microbetão aumenta a resistência ao

cizalhamento.

- O indiano Sinha e o escocês Henry, em 1969 na Universidade de Edimburgo concluem

que a ruptura da aderência na interface bloco-argamassa é responsável pela fragilidade

das paredes não armadas carregadas lateralmente.

- Priestly e Bridgeman, em 1974, concluem que devido à fraca aderência entre o bloco e o

microbetão, as paredes armadas em tijolos têm um melhor comportamento do que as

paredes armadas de blocos, quando as cargas horizontais são aplicadas no pano de

cizalhamento da parede.



- Nos anos sessenta, na Europa e particularmente na Bélgica, dá-se início a pesquisas

sobre alvenaria e a caracterização de materiais com vista à elaboração de normas e

métodos de cálculos de estruturas de alvenaria.

- Nos últimos anos tem-se verificado um interesse crescente no comportamento de

estruturas de alvenaria nos mais variados aspectos por parte dos investigadores, não só

nos países estrangeiros mas também a nível nacional. Alguns deles são referidos mais

adiante por se considerar mais oportuno a sua chamada quando relacionados com a

investigação descrita.

Como foi já referido, a aplicação da alvenaria armada tem tido nos últimos anos um

desenvolvimento e uma utilização acentuada em diversos pontos do mundo, referindo-se os

países da América do Sul e da América Latina como aqueles onde este tipo de estruturas têm

grande peso mesmo nos edifícios altos.

Como afirmou Tauil [75], “a construção de prédios de diversos gabaritos já começa a

ser pensada novamente em alvenaria estrutural”, referindo-se “à quase completa ausência de

desperdícios e à possibilidade de combinação com revestimentos texturados, por exemplo,

aplicados directamente sobre blocos com rigoroso controlo de qualidade de produção”

permitindo a construção de prédios para todo o tipo de classes sociais.

2.3. Exigências funcionais das paredes de alvenaria.

2.3.1. Resistência a esforços e resistência ao fogo.

As paredes deverão garantir condições de segurança durante a construção e quando

colocadas em serviço sob as acções regulamentares. Naturalmente as acções que a parede

suporta serão diferentes de acordo com a respectiva utilização, no entanto tal como escreveu

Almeida d’Eça [58]: “(…) todos os tipos de alvenaria apresentam características comuns que

são: a boa resistência a esforços de compressão e a fraca aptidão para suportarem os restantes

tipos de esforços.”.




As paredes simples ou não resistentes deverão ter em condições normais de serviço uma

resistência suficiente para serem autoportantes, tanto para cargas verticais como horizontais

especialmente na direcção da parede. Durante a execução estas paredes deverão resistir às acções

devidas ao equipamento de construção, bem como serem estáveis em situações transitórias de

execução, a menos que sejam tomadas disposições construtivas que assegurem o seu

escoramento. Em relação a acções de acidente estas paredes não devem ser consideradas como

resistentes devendo para isso ser estudado outra forma de garantir a segurança da estrutura.

As estruturas executadas com paredes confinadas ou com função estrutural armada ou

não armada devem resistir, para além das cargas verticais e horizontais na direcção do pano, a

acções horizontais provenientes de ventos ou sismos na direcção perpendicular ao pano de

parede, bem como a acções de acidente, sob pena de existir risco de colapso progressivo.

Para edifícios de pequeno porte1 adopta-se correntemente estruturas de alvenaria

confinada muito embora também possam ser utilizadas as outras estruturas de alvenaria já

referidas. No entanto é aconselhável a existência de armaduras (alvenaria armada e alvenaria

confinada) uma vez que permitem manter a fendilhação que ocorre por efeito das cargas, sob

controlo produzindo uma dissipação de energia quer pelas armaduras quer pela própria alvenaria.

A existência de elementos verticais armados garantem também uma função de travamento das

alvenarias quando sujeitas a acções horizontais, muito embora as paredes por si só garantam

alguma resistência. Quanto à utilização de blocos artificiais nas alvenarias deve-se ter particular

cuidado nas suas características técnicas e físicas. Blocos com impurezas, defeitos de fabrico,

fendas e variações dimensionais significativas ou irregulares devem ser evitados na execução dos

painéis. A limitação quanto à percentagem de vazados é também importante devendo limitar-se

tal valor a um máximo de 60% que em blocos cerâmicos, quer em blocos de betão [59].

Os valores característicos das resistências de um painel de parede podem ser obtidos por

via experimental ou a partir do conhecimento dos valores característicos das resistências dos

- 1 Entende-se por edifícios de pequeno porte aquelas que têm uma limitação quer em relação às suas dimensões em planta (dimensões

máximas inferiores a 20 m) e em altura ( altura máxima de três pisos acima do solo e uma eventual cave enterrada), quer na resistência que



blocos e da argamassa. No seguimento deste trabalho procura-se relacionar esses valores

característicos com base na expressão dada pelo Eurocode 6: Design of masonry structures –

Part 1-1: General rules for buildings – Rules for reinforced and unreinforced masonry [14].

Conforme afirma Brazão e Reis [34], as tensões características de rotura das alvenarias

dependem da resistência dos elementos constituintes (blocos e argamassa)2, do processo de

construção e da qualidade de execução. Desta forma verifica-se que:

- a resistência dos blocos é mais importante do que a resistência da argamassa no

aumento da resistência das alvenarias;

- a resistência das alvenarias é maior se for constituída por blocos maciços do que se for

constituída por blocos furados tendo por constante a resistência da argamassa;

- o efeito da argamassa na melhoria da resistência das alvenarias é maior para blocos

maciços de baixa resistência do que para blocos tradicionalmente usados;

- o aumento da resistência da argamassa na melhoria da resistência das alvenarias é maior

para blocos de média e alta resistência;

- a redução do número de juntas por unidade de comprimento, ou da altura das paredes,

conduz a um aumento da resistência da alvenaria, à compressão;

- a resistência das alvenarias de blocos de betão depende das dimensões dos destes.

Tendo em conta estas dimensões efectua-se uma rectificação das resistências dos blocos

através do factor de forma do bloco [14] e apresentam-se resistências à compressão das

alvenarias para diferentes resistências da argamassa e dos blocos consoante a relação

altura/menor dimensão horizontal [8].

A segurança contra riscos de incêndio deve ser garantida através de uma concepção e

compartimentação apropriada das paredes, do seu dimensionamento e da forma de construção.

Naturalmente, os elementos constituintes das paredes devem apresentar uma resistência ao fogo

adequada de acordo com o Regulamento de Segurança contra Incêndio. De acordo com este

regulamento “o comportamento face ao fogo de elementos estruturais ou de compartimentação,

considerado em termos de manutenção das funções que tais elementos devem desempenhar em

ela garante quando sujeita a acções horizontais motivada pelo tipo de estrutura que a compõe (ver classificação quanto à função estrutural - Cap. 2.4.1.)

- 2 Deve-se acrescentar o efeito do microbetão.




caso de incêndio, caracteriza-se por um indicador, denominado «resistência ao fogo», que se

avalia pelo tempo que decorre desde o início de um processo térmico normalizado a que o

elemento é submetido até ao momento em que ele deixa de satisfazer determinadas exigências

relacionadas com as referidas funções”. As paredes exteriores devem garantir resistências ao

fogo compatíveis com as referidas para os elementos estruturais, uma vez que deverão evitar a

propagação do incêndio para edifícios vizinhos ou entre pisos. Para isso deve-se ter em conta

aspectos relacionados com os elementos constituintes da parede, as suas ligações aos

pavimentos, a disposição dos vãos e a existência de elementos salientes [48].

O documento Europeu, Eurocode 6 - Design of masonry structures. Part 1-2: General

rules – Structural fire design [15] define parâmetros e regras relativos ao dimensionamento e

verificação de características a garantir em estruturas de alvenaria e seus constituintes (blocos e

argamassas). Neste documento apresenta-se ainda a lista de normas onde são definidos os

métodos de determinação da resistência ao fogo pelas paredes de alvenaria.

2.3.2. Estanquidade.

Esta característica é uma das mais importantes que uma parede exterior deverá possuir.

Relaciona-se directamente com o conceito de permeabilidade e por inerência traduz um factor

importante na durabilidade da parede. Assim deve-se garantir a impermeabilização do pano

exterior de uma parede afim de eliminar a entrada de água absorvida pelos materiais do

revestimento. Se tal acontecer deve-se garantir que essa água e outras humidades existentes

sejam encaminhadas para o exterior.

Para evitar a entrada de águas pode-se realizar um revestimento impermeável sobre a

parede, utilizando um reboco hidrofugado, uma pintura impermeabilizante, ou ambas. Outras

formas de vencer os problemas de absorção de água são realizar uma parede com espessura tal

que faça com que a água ou humidades não atinjam a face interior (solução muito utilizada

antigamente), ou então construir uma parede com dois panos separados por uma caixa de ar

podendo o pano exterior levar um acabamento idêntico ao referido inicialmente para uma maior

protecção [58].



A estanquidade não deve apenas ser garantida em relação à água, mas também em

relação ao ar e a gases. Para isso deve ser garantida uma adequada ventilação dos espaços para

que não se criem condições de desconforto como sejam, correntes de ar e variações

consideráveis de temperatura.

2.3.3. Isolamento térmico e acústico.

A solução apresentada anteriormente de dois panos de alvenaria não só melhora o efeito

de estanquidade mas também contribui fortemente para realizar o isolamento térmico e acústico.

No isolamento térmico pretende-se evitar ao máximo as trocas de calor entre a face exterior e a

face interior de uma parede devendo garantir-se, de acordo com o Regulamento das

Características de Comportamento Térmico dos Edifícios [47] que o conforto térmico no interior

seja assegurado “…sem dispêndio excessivo de energia” e que “os elementos de construção não

sofram efeitos patológicos derivados de condensações.”. Assim devem-se quantificar e garantir

determinados índices e parâmetros como:

- valores das necessidades nominais de energia útil por estação de aquecimento e por

estação de arrefecimento;

- coeficientes de transmissão térmica de elementos;

- classe da inércia térmica do edifício e

- factor solar dos envidraçados.

Sousa [82] realizou um estudo sobre a melhoria do comportamento térmico e mecânico

das alvenarias por actuação na geometria dos blocos, provando que a realização de blocos a

partir de materiais pouco isolantes influenciam significativamente a sua condutibilidade térmica.

Por isso deverá haver uma escolha muito criteriosa na selecção desses materiais ou então

proceder-se à substituição dos materiais pouco isolantes por alvéolos de ar, ou mesmo por

materiais isolantes térmicos. Nesse trabalho refere-se ainda a importância que o próprio

processo de construção das paredes tem na definição dos factores que afectam o comportamento

térmico das paredes.




Relativamente ao isolamento acústico deve-se garantir o cumprimento do estipulado no

Regulamento Geral sobre o Ruído [49], devendo as paredes contribuir para que os edifícios

proporcionem aos utentes condições satisfatórias de conforto acústico, tendo em conta a sua

localização e respectivas condições de vizinhança relativamente a zonas exteriores e outras

construções onde possa haver produção significativa de ruído. O mesmo conforto deve ser

assegurado em relação aos ruídos produzidos no interior da própria construção. De acordo com

aquele regulamento deve ser assegurado:

- o isolamento sonoro médio das paredes exteriores dos edifícios;

- o índice de isolamento sonoro para sons de condução aérea e,

- o índice de isolamento sonoro para os sons de percussão.

2.3.4. Durabilidade, manutenção e limpeza.

As paredes devem ser concebidas para que, quer a sua segurança, quer as características

funcionais dos materiais, elementos e equipamentos nelas aplicados, não sejam afectados durante

um período em princípio não inferior a 50 anos, admitindo que, ao longo desse período, esses

materiais, elementos e equipamentos serão submetidos a cuidados normais de conservação. O

período de vida útil poderá ser reduzido no caso de elementos cuja substituição seja considerada

como fazendo parte dos cuidados normais de conservação, como é o caso de materiais

submetidos normalmente a acções de desgaste ou de certos componentes de menor durabilidade.

Para satisfação destes objectivos os materiais constituintes das paredes deverão:

- resistir aos agentes climáticos (humidade, arrefecimento radiação ultravioleta, choques

térmicos...);

- apresentar comportamento adequado para os movimentos de conjunto da construção,

quer em zonas localizadas como nas juntas (movimentos térmicos, variações

dimensionais com a humidade, deformações instantâneas e diferidos, assentamentos de

apoios...);

- resistir à abrasão e à erosão;

- resistir aos agentes químicos e biológicos;

- materiais e equipamentos integrados serem facilmente substituíveis e,

- apresentar facilidade de limpeza e desinfecção.



2.4. Tipologia das estruturas correntes.

2.4.1. Aplicações de alvenaria em função estrutural.

A função estrutural de uma parede de alvenaria relaciona-se com o objectivo que se

pretende para essa parede. Desta forma pode ser feita a divisão de conceitos a seguir apresentada

por subsecções.

2.4.1.1. Paredes de alvenaria resistente.

Estas paredes são executadas com o objectivo de suportarem as acções impostas na

estrutura, quer verticais quer horizontais, provenientes das paredes situadas acima, das vigas e

pavimentos, conduzindo as cargas daí resultantes para as fundações e consequentemente para o

solo. Assim, para além da corrente definição de espaços, as paredes permitem ainda a resistência

às acções verticais bem como o contraventamento do edifício garantindo a resistência às acções

horizontais.

Este tipo de estruturas compete em termos económicos com as estruturas reticuladas de

betão armado, na realização de edifícios, revelando-se mesmo mais económica para idênticos

níveis de qualidade, de acordo com alguns estudos que se conhecem. Na Europa e especialmente

nos países americanos são conhecidos edifícios de grande porte (mais de 20 pisos) realizados em

alvenaria estrutural e alvenaria armada, alguns deles realizados em zonas de elevado risco

sísmico.

Apresentam-se duas figuras de edifícios executados em alvenaria resistente na Cidade

de São Paulo, com de 16 pisos e 12 pisos, extraídas respectivamente de [72, 75].




Figura 2.3 – Edifício de 16 pisos em blocos de betão estrutural – alvenaria estrutural, no Central Parque Lapa – São

Paulo.

Figura 2.4 – Edifício de 12 pisos construído em alvenaria estrutural, em São Bernardo do Campo – São Paulo.

No que respeita a Portugal, Abrantes [1] apresenta uma comparação económica como

exemplo um edifício de pequeno porte (R/C e 3 pisos), para o qual a solução em alvenaria

resistente conduz a uma economia na obra de toscos de cerca de 10%.

Internacionalmente, Tubi [86] refere estudos conduzidos em Inglaterra e nos Estados

Unidos que apontam no mesmo sentido, sendo a diferença mais sensível para edifícios de

pequeno e médio porte.



As estruturas de alvenaria resistentes podem ser subdivididas de acordo com o modo de

execução das paredes e com a sua capacidade resistente da seguinte forma:

- estruturas de paredes não armadas.

São constituídas por blocos solidarizados por uma argamassa e que apresentam um

comportamento muito pouco dúctil e por isso mesmo não devem ser utilizadas para o

desempenho de funções de resistência ao sismo. A colocação de vigas com armaduras acontece

apenas no topo de cada painel de parede com o objectivo de garantir a ligação entre as paredes e

as lajes que nelas se apoiam (vulgarmente designadas por “cintas”).

- estruturas de paredes armadas.

São constituídas por blocos solidarizados por uma argamassa na qual se encontram

dispostos de forma distribuída varões de aço, nas juntas horizontais. Verticalmente, são

colocadas armaduras em furos existentes nos blocos produzidos com características próprias para

este tipo de paredes e preenchidos posteriormente com argamassa ou microbetão. A existência

das armaduras e do microbetão conferem à estrutura uma certa ductilidade e uma maior

resistência para resistir aos esforços instalados, especialmente esforços de flexão e de corte. Para

este tipo de estruturas, os blocos utilizados devem possuir orifícios atravessantes compatíveis

com a passagem de armaduras e com o enchimento de microbetão (ver 2.5.4).

- estruturas de paredes confinadas.

Estas estruturas caracterizam-se por estarem numa situação intermédia dos dois casos

anteriores. São constituídas por troços de alvenarias não armada delimitados, em todo o

perímetro, por cintas e pilares de betão armado, convenientemente solidarizados. Nestas

estruturas, a resistência às acções é feita pelas próprias alvenarias. Este tipo de estruturas tem

uma grande vantagem em relação às estruturas de alvenaria não armada, uma vez que permite à

estrutura uma maior ductilidade e capacidade de absorver tracções, fundamentalmente em zonas

de risco sísmico.




- estruturas de paredes de betão moldado em obra.

São estruturas laminares de betão armado totalmente moldados em obra, recorrendo-se

para a sua execução a cofragens industrializados. A cofragem túnel é a tecnologia mais recente e

na qual se betonam simultaneamente paredes e pavimentos.

- estruturas de betão pré-fabricado.

São estruturas constituídas por painéis de paredes exteriores e interiores, e por painéis

de pavimentos ligados em obra através de cintas de solidarização e contraventamento. O fabrico

dos painéis é realizado normalmente em instalações próprias de pré-fabricação. À semelhança

das estruturas referidas anteriormente, são utilizadas tecnologias bastante industrializadas.

2.4.1.2. Paredes de alvenaria não resistente.

Neste tipo de estruturas as paredes não têm uma função estrutural importante, sendo por

isso utilizadas, no interior, como meio de compartimentação ou de definição geométrica de

divisões (paredes interiores e paredes de compartimentação), e no exterior, como simples

enchimento de estruturas reticuladas de betão armado ou mesmo de estruturas metálicas. Os

elementos resistentes que compõem as estruturas onde as paredes não resistentes são executadas

deverão ser dimensionados para resistir a todas as acções instaladas na estrutura sem contar com

qualquer contributo dessas paredes.

2.4.2. Aplicações de alvenaria quanto à sua localização na construção.

2.4.2.1. Interior.

Estas paredes estão implantadas dentro da linha de contorno do edifício o que faz com

que os elementos constituintes não fiquem sujeitos às acções climatéricas. Estas paredes não têm

qualquer função estrutural significativa e por isso as exigências que lhes são feitas são apenas

funções acústicas e baixo peso. Esta consideração é tomada de forma a não criarem sobre as lajes

cargas significativas. Com a finalidade de garantir estas duas exigências são normalmente



utilizadas paredes de tijolo cerâmico furado com uma espessura de 7 e 15 cm. Se as exigências

acústicas forem bastante importantes, podem utilizar-se revestimentos com materiais isolantes

estudados para o efeito. Muito embora a espessura seja pequena, as paredes têm sempre alguma

resistência mecânica. Por esse motivo podemos identificar dois subgrupos de paredes:

- paredes de compartimentação.

São paredes executadas após a execução de toda a estrutura resistente (seja estrutura

reticulada de betão armado, seja estrutura metálica, seja estrutura de alvenaria resistente ou

estrutura mista ) que apenas têm a função de delimitação de cada compartimento. Podemos ter

vários tipos de paredes divisórias de acordo com o material utilizado na sua construção:

divisórias em tijolos cerâmicos; divisórias em tijolos de gesso; divisórias em blocos de betão;

divisórias em blocos de betão celular; divisórias em mosaicos de gesso; divisórias em tijolos de

vidro; etc.

- paredes interiores.

Estas paredes são normalmente utilizadas como paredes de compartimentação sendo a

sua capacidade mecânica também aproveitada para resistir a algumas acções. Para o efeito são

normalmente utilizados panos de parede com espessuras entre 7 e 15 cm. Os principais requisitos

dos elementos constituintes destas paredes são a leveza e o isolamento acústico, muito embora

sejam características geralmente antagónicas.

2.4.2.2. Exterior.

Este tipo de paredes tem como principal objectivo separar o ambiente habitado do

exterior, devendo garantir um bom isolamento térmico e acústico. No entanto, considerar ou não

estas paredes como resistentes é uma decisão que depende da forma como ela é executada. Por

isso, pode-se afirmar que as paredes exteriores são:

- paredes de alvenaria resistente.

Estas alvenarias têm como principal função resistir a cargas verticais e horizontais,

podendo ser ou não armadas caindo-se, deste modo, nos casos exemplificados anteriormente.




- paredes de alvenaria de enchimento.

Tratam-se de paredes cujo objectivo principal é o de realizar a separação entre o exterior

e o interior. Deve por isso assegurar-se um bom isolamento térmico e acústico, garantindo-se

uma protecção eficiente contra as condições atmosféricas adversas. Devem também serem

autoportantes. A sua utilização é frequente nos edifícios em estrutura reticulada e nos edifícios

de estrutura resistente de alvenaria.

- paredes simples.

São paredes por apenas um pano de alvenaria (de tijolo ou bloco de betão), que pode

ainda ser ou não revestido. Estas paredes não têm uma função resistente importante, e por isso a

sua aplicação cai fundamentalmente como enchimento em estruturas reticuladas de betão armado

ou mesmo estruturas metálicas.

- paredes compostas.

Estas paredes são constituídas, no sentido da sua espessura, por mais do que um

material unidos entre si de maneira contínua com argamassas ou betão. Deve ter-se em atenção

que os materiais integrantes deste tipo de paredes na construção não deverão ser muito diferentes

sob os pontos de vista higrométrico e mecânico. A sua utilização actual é extremamente

reduzida.

- paredes duplas.

Este tipo de paredes é o mais frequentemente utilizado. São constituídas por dois panos

do mesmo material (normalmente tijolo cerâmico e/ou bloco de betão) separados por uma caixa

de ar. Estas paredes permitem uma maior resistência mecânica à estrutura, garantem uma maior

resistência a infiltrações, e melhoram o comportamento global da estrutura quanto ao isolamento

térmico e ao isolamento acústico. Estas duas últimas características podem ainda ser

substancialmente melhoradas se a caixa de ar existente entre os panos for preenchida, total ou

parcialmente, com um material isolante, como por exemplo, poliestireno, lã mineral, etc. Estas

paredes podem ser utilizadas como paredes resistentes ou como paredes de enchimento.



2.4.3. Aplicações de alvenaria quanto ao aspecto exterior.

2.4.3.1. Alvenaria com revestimento.

Lucas [63] apresenta propostas de classificações funcionais de revestimentos para

paredes e realiza uma descrição geral desses revestimentos. No seu trabalho estabelece

classificações para revestimentos de paredes exteriores e de paredes interiores.

Em relação aos revestimentos em paredes exteriores identifica quatro grandes grupos,

apresentando materiais consoante o objectivo principal a que se destinam:

- revestimentos de estanquidade: os materiais utilizados deverão manter as suas

características de estanquidade mesmo no caso de ocorrência de fissuração limitada do

suporte;

- revestimentos de impermeabilização: estes revestimentos deverão conferir o

complemento de impermeabilidade à água necessário para que o conjunto

parede-revestimento seja estanque;

- revestimentos de isolamento térmico pelo exterior: estes revestimentos eliminam a

maior parte das pontes térmicas, aumentam a durabilidade das fachadas sujeitos a

variações de temperatura, aumentam o conforto no verão no interior dos edifícios,

melhoram o aspecto em alguns edifícios e não reduzem o espaço habitável nem obrigam

à desocupação do interior para serem realizados;

- revestimentos de acabamento ou decorativos: têm como principal função proporcionar

às paredes um aspecto agradável, sem no entanto servirem de isolamento ou de

impermeabilização, o que faz com que a sua utilização não dispense a utilização dos

outros revestimentos referidos. Mesmo assim estes revestimentos contribuem para a

protecção global dos revestimentos efectuados e das paredes.

De igual modo se classificam os revestimentos em paredes interiores em quatro grupos,

de acordo com os materiais:

- revestimentos de regularização: garantem que uma parede possa garantir algumas

exigências como planeza, verticalidade, e regularidade superficial;




- revestimentos de acabamento: têm uma aplicação idêntica aos anteriores sendo, no

entanto, menos fortes, ou seja, com menos teor de cimento, no caso dos revestimentos

com ligantes hidráulicos ou de granulometria mais fina. Proporcionam assim,

regularização das paredes e um aspecto agradável;

- revestimentos resistentes à água: normalmente utilizados em locais onde seja frequente

a presença de água, quer como vapor, quer no seu estado líquido, quer ainda em locais

onde a limpeza é feita através da sua acção;

- revestimentos decorativos: garantem às paredes, quando as camadas de revestimento

subjacente não o tenham conseguido, o aspecto agradável pretendido pelos utentes ou

exigido para conforto visual.

2.4.3.2. Alvenaria à vista.

A alvenaria à vista, é uma das formas de utilização da alvenaria que marca um estilo

arquitectónico ou uma corrente na era da construção. A alvenaria à vista adapta-se às mais

variadas soluções e possibilita aos arquitectos, uma grande margem de criatividade, através da

utilização da cor dos blocos e das suas diferentes tonalidades, conseguida pela adição de corantes

ou agregados de determinados tons, ou da cor da argamassa, da disposição das juntas, do formato

e da disposição dos blocos. Este forma de construção é uma solução que implica menores custos

de manutenção do que as outras alternativas de acabamento, sendo no entanto necessário garantir

características melhoradas para os blocos, quer em termos de qualidade, quer quanto ao aspecto e

regularidade das faces de exposição, quer quanto à resistência dos elementos aos agentes

atmosféricos, o que implica que inicialmente o investimento seja superior.

Nas Figuras 2.5 e 2.6 apresentam-se dois exemplos de aplicação da alvenaria à vista

retirados da Enciclopédia de la Construccion [28].



Figura 2.5 – Exemplo de alvenaria à vista numa habitação particular.

Figura 2.6 – Exemplo de alvenaria à vista num estabelecimento público.

2.5. Materiais para estruturas de alvenaria.

As características dos blocos de alvenaria têm uma enorme variedade baseada em dois

aspectos fundamentais:

- os blocos para alvenaria, têm uma constituição a partir de matérias primas e materiais

muito diversos (elementos naturais, argila, betão de fabrico corrente, betão leve, etc.), e

geometria tão variada como quanto diversificada é a cultura e a construção tradicional

nas diferentes regiões do país e até mesmo do mundo;

- a produção dos blocos para alvenaria é feita com níveis de industrialização muito

diversos, desde produções de carácter marcadamente artesanal, até produções muito

industrializadas e mecanizadas.




Em função destes dados a selecção de blocos deve garantir o conhecimento e o

estabelecimento de limites aceitáveis para os seguintes parâmetros:

- resistência à tracção e compressão;

- módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson e fluência;

- rugosidade;

- absorção de água por imersão e por capilaridade;

- resistência aos agentes químicos;

- variações dimensionais;

- massa, geometria e furação.

A ligação dos blocos é assegurada por um outro componente das alvenarias, a

argamassa. A utilização, a espessura, a configuração das juntas verticais e horizontais, e a

composição das argamassas é muito variada e tem por base, à semelhança dos blocos, as

tradições construtivas das regiões. A sua utilização tem uma influência muito significativa no

comportamento global da alvenaria.

À semelhança dos blocos, deve ser garantido o conhecimento e o estabelecimento de

limites aceitáveis para os seguintes parâmetros:

- resistência à tracção e compressão;

- módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson e fluência;

- aderência;

- trabalhabilidade, plasticidade e capacidade de retenção.

Outro componente importante na constituição de algumas alvenarias é a utilização de

betão de enchimento (também designado por microbetão) dos espaços vazios dos blocos de

betão. Apesar deste componente não ter uma utilização significativa, senão mesmo nenhuma

utilização, em Portugal, devem igualmente definir-se características para aquele componente de

forma a garantir a sua utilização como:

- resistência à tracção, compressão e cizalhamento;

- índice de consistência, coeficiente de Poisson e fluência;

- resistência de aderência microbetão - bloco,

- trabalhabilidade e capacidade de retenção.



Nas estruturas de alvenaria preenchidas por microbetão podem ainda incorporar-se

armaduras horizontais e/ou verticais, com o objectivo de melhorar as suas características

resistentes.

2.5.1. Elementos naturais.

As primeiras aplicações de elementos naturais tais como o calcário, a quartzita, o grés e

os xistos fazem história desde a idade das lanças e da invenção do fogo como elementos com

características resistentes. Outros elementos são utilizados apenas como decorativos [5].

Uma rocha após ser trabalhada apresenta determinadas propriedades naturais

nomeadamente cor, textura, composição mineral e características próprias quanto à resistência

mecânica, abrasividade, permeabilidade, fissuração, expansão térmica, etc., que interagem ao

longo do tempo alterando as superfícies consoante o ambiente a que foram expostas.

Características como a textura, cor, homogeneidade e variações dimensionais têm um

interesse elevado para a escolha de determinado elemento natural para funções de revestimento.

As paredes de blocos naturais podem ser executadas, com pedra solta ou argamassada,

com espessura simples ou dupla. Podem ser subdivididas em: paredes de calhaus (necessidade de

grande quantidade de argamassa), paredes de pedra de alvenaria (pedras calcárias, granito, grés,

xisto) e paredes de pedra molar (pedras provenientes de rochas sedimentares calcárias). Qualquer

delas pode considerar-se talhadas ou não conforme o tratamento que é dado à pedra utilizada.

Um bloco natural para ser seleccionado para elemento integrante de uma construção

deverá obedecer a determinados requisitos:

- resistência mecânica aos esforços a que vai ser submetida;

- resistência à acção do tempo, dos agentes atmosféricos ou de produtos agressivos de

diversas naturezas;

- trabalhabilidade compatível com as técnicas de laboração;




- porosidade não exagerada, mas também suficiente para possibilitar uma boa aderência

às argamassas de assentamento.

2.5.1.1. Elementos resistentes.

Encontram-se obras onde o calcário tem uma grande aplicação especialmente em

cantarias e pilares. A sua aplicação depende da sua constituição, tendo sido (como ainda hoje)

utilizados quer como elemento resistente, quer como elemento de decoração, quer para a

produção de cal ou para a produção de adubos para hortas, prados e terrenos siliciosos. O

calcário brando tem uma grande aplicação na construção, tanto mais que existem ainda hoje

grandes monumentos que fazem perdurar a memória de certos factos históricos. Como exemplo

disso encontra-se o Templo de Santa Cruz de Coimbra. Este elemento foi ainda utilizado como

elemento de adorno em outros monumentos com o Mosteiro da Batalha.

A quartzita teve por aplicação primária instrumentos mortíferos utilizados nas guerras

entre povos. Devido à sua dureza e resistência rapidamente se tornou um elemento óptimo para

as calçadas (tal como ainda hoje muito embora agora seja mais trabalhada).

O grés, muito embora seja um elemento natural de qualidade inferior a quartzita, foi

muito utilizado na sua substituição, e por isso teve uma aplicação elevada na execução de

calçadas e de fachadas das construções de cada era. Hoje a sua utilização faz história na

produção de materiais de revestimento, de manilhas de canalização e de blocos de pavimentação.

O xisto é outro elemento com uma utilização bastante visível, quer na execução de

blocos maciços para a construção de paredes resistentes, quer para ser utilizado como elemento

de pavimentação e de cobertura, para além da tradicional função de decoração de maior parte dos

elementos naturais.

A argila desde sempre teve uma grande utilização em elementos decorativos devido à

sua apresentação, cor e textura. Estando a cor ligada às características físicas e químicas

naturalmente se associam aplicações especificas. Da argila grezosa produzem-se tijolos que



resistem a acções intensas e por isso designa-se de argila refractária. A aplicação da argila na

construção remontam à era pré-romana em que associada ao calcário de forma designada de

marga permitia no estado terroso, molhadas e comprimidas a malho entre taipais a execução de

paredes de habitação e muros de resguardo (muralhas).

Com a evolução da química, hoje produzem-se blocos para as mais diversas aplicações

desde estruturais a decorativas.

2.5.1.2. Elementos decorativos.

Para além dos elementos anteriores outros existem que apenas têm uma função

decorativa, tais como o mármore, xistos ornamentais, granito, calcário cristalino.

Os mármores sempre tiveram um valor incontestável já no tempo em que a imponência

dos palácios e grandiosidade das praças era preenchida por estátuas e monumentos. A sua

variedade de cores e a facilidade de ser trabalhada foi sempre um factor importante para tornar

este elemento num dos principais aplicados na decoração.

Os xistos ornamentais tiveram uma grande aplicação em túmulos e em revestimentos de

fachadas especialmente em zonas onde era muito abundante, muito embora a sua beleza fosse

discutível segundo os críticos.

A utilização do calcário cristalino ou alabastro do oriente encontra-se em pedras de

mesa e de aras.

Na Figura 2.7 apresentam-se algumas disposições de construção das paredes de pedra,

independentemente do seu tipo e origem, segundo Neufert [64].




Figura 2.7 – Tipos de aplicação de blocos naturais em alvenarias.

2.5.2. Blocos artificiais.

Com o objectivo de solucionar problemas que surgiam pela utilização dos elementos

naturais e pela sua obtenção de forma permanente, o homem sentiu a necessidade de criar os seus

próprios materiais, blocos artificias. Assim ao longo dos tempos estudou a melhor forma de

aglutinar diferentes elementos naturais afim de obter requisitos fundamentais que nem sempre

eram garantidos pelos elementos no seu estado natural. Uma das principais vantagens é a

possibilidade de fabricar blocos com características semelhantes de forma contínua.

Blocos de betão: Os blocos de betão podem ser maciços ou furados. Nos

blocos furados a área dos furos não deve ser superior a 50 % da secção aparente normal a

orientação dos furos e a espessura das paredes e septos não deve ser inferior a 3 cm [58]. As

principais vantagens e desvantagens dos blocos de betão são as indicadas no Quadro 2.2.



Quadro 2.2 – Vantagens e desvantagens dos blocos de betão.

Vantagens: Desvantagens:

* resistência à compressão; * peso próprio elevado;

* bom isolamento acústico; * poder de absorção de humidade;

* elevada resistência ao fogo; * fraco isolamento térmico;

* aspecto agradável;

* facilidade de assentamento;

* aparecimento de fissuras nas juntas que, no entanto, não

afectam a função estrutural do conjunto.

* dimensões uniformes. * aparecimento de fissuras nas juntas.

* dimensões maiores permitem construção mais rápida. * dificuldade de abertura de roços;

* para blocos estandardizados existe correspondência

entre furos permitindo utilização de varões de aço e

Enchimento com microbetão.

Blocos de argila expandida: A estrutura deste bloco é idêntica à do bloco de

betão podendo também ser maciços ou furados. Têm como material de base a argila expandida

permitindo ao bloco uma estrutura celular interna que se traduz em vantagens especiais de menor

peso e de maior isolamento relativamente ao bloco de betão. Então as suas vantagens e

desvantagens são as indicadas no Quadro 2.3.

Quadro 2.3 – Vantagens e desvantagens dos blocos de argila expandida.


* resistência à compressão; * fraca resistência ao choque;

* bom isolamento térmico;

* elevada resistência ao fogo;

* menor isolamento acústico relativamente aos blocos de

betão;

* aspecto agradável; * elevado poder de absorção de humidade;

* facilidade de assentamento; * custo;

* dificuldade de abertura de roços. * dimensões uniformes e menor peso relativamente aos

blocos de betão..

* resistência a produtos ácidos e alcalinos;

Blocos de betão celular autoclavado: Estes blocos são constituídos por uma

mistura de cimento “portland” normal, cal gorda, areia siliciosa, água e pó de alumínio. O

assentamento destes blocos em obra pode ser feito utilizando argamassas correntes ou cola

constituída por uma mistura de cimento “portland” normal, caseína e resinas sintéticas. Então as

suas vantagens e desvantagens são as indicadas no Quadro 2.4.

Quadro 2.4 – Vantagens e desvantagens dos blocos de betão celular autoclavado.





* boa resistência mecânica; * fraca resistência ao choque;

* leveza devido ao seu baixo peso específico; * baixo isolamento acústico;

* bom isolamento térmico; * elevado custo.

* elevada resistência ao fogo;

* fraca permeabilidade;

* aspecto agradável e boa durabilidade;

* facilidade de manuseamento;


* economia de argamassa;

* facilidade de abertura de roços;

* dimensões uniformes e menor peso relativamente aos

blocos de betão.

Blocos ou tijolos cerâmicos: este tipo de elementos, produzidos à base de argila

e terra arenosa, são os mais utilizados na construção em Portugal, não só pelo número de fábricas

produtoras, mas também porque satisfazem as exigências da construção. Baseado neste facto

existe uma normalização da produção destes elementos bem como uma exigência de qualidade

por parte das empresas produtoras. A cor do elemento depende da quantidade de argila na sua

produção. Os tijolos podem ser maciços, furados horizontal ou verticalmente. Para a ligação

entre elementos furados podem utilizar-se argamassas a seguir indicadas:

Argamassa de cimento: 300 a 400 kg de cimento para 1 m3;

Argamassa bastarda: 150 a 180 kg de cimento + 175 a 275 kg de cal hidráulica para 1 m3;

Argamassa hidráulica: 400 a 500 kg de cal hidráulica para 1 m3.

As vantagens e desvantagens da utilização de blocos ou tijolos cerâmicos são as

indicadas no Quadro 2.5.

Quadro 2.5 – Vantagens e desvantagens dos elementos de tijolo cerâmico.


* resistência à compressão; * fraca resistência ao choque;

* bom isolamento térmico;

* elevada resistência à absorção de água;

* menor isolamento acústico relativamente aos elementos

de betão.

* aspecto agradável;


* facilidade de abertura de roços;

* dimensões uniformes e variadas;

* boa ligação à argamassa, permitindo boa estanquidade

da parede.



Smith e Andres [80] apresentam a caracterização dos blocos quanto à sua constituição,

quanto à forma, dimensões e características e quanto ao seu modo de utilização.

A seguir apresentam-se alguns documentos relativos a tijolos, suas características e

ensaios, na concepção de paredes:

NP-80 (1964) – Tijolos para alvenarias – características e ensaios: define os vários tipos

de tijolos de acordo com a furação, categorias de acordo com a tensão de rotura à compressão,

condições de recepção e metodologias de ensaio de características (resistência à compressão,

eflorescência, teor em sais solúveis, absorção de água).

NP-838 (1971) – Tijolos de barro vermelho para alvenarias – formatos: define as

dimensões para todos os tipos de tijolos de barro vermelho referidos na NP-80.

E-309 – especificação para tijolos de barro vermelho para alvenarias – Tijolo “duplex”

– características e recepção: define características dimensionais e condições de recepção para

tijolos “duplex”.

NP-147 (1969) – Blocos maciços de argamassa celular – características e ensaios:

documento semelhante à NP-80, mas referente a blocos de argamassa celular para paredes não

resistente.

2.5.3. Elemento de ligação dos blocos: argamassa.

A argamassa é uma mistura em proporções adequadas de aglomerante ou ligante3 com

agregados e água com a finalidade de originar uma massa fresca, homogénea e regular, sem

forma definida e com o objectivo final de aglutinar blocos. As juntas de argamassa podem ser de

controlo ou de trabalho, de retracção ou de dilatação. Segundo o “Code of practice for Walling:

part 1. Brick and block masonary” da British Standards Institution [11], as principais funções

das juntas de argamassa de uma parede de alvenaria são:

1. Unir as unidades de alvenaria (blocos) para realizar uma melhor resistência aos esforços

horizontais;

- 3 Ligante: elementos que permitem a ligação por transformação física ou por reacção química. Resultam da decomposição de rochas por

acção do calor: gesso, cal aérea, cal hidráulica, cimento.




2. Distribuir as cargas verticais actuantes de forma uniforme por toda a área resistente;

3. Possuir características flexíveis de forma a absorverem deformações quer por retracção

durante a cura, quer por variações devidas à humidade, quer por variações de

temperatura, quer por deformações dos blocos de alvenaria ou por assentamentos do

painel de alvenaria;

4. Ter características de isolamento e de impermeabilização à água, evitando que a

penetração ocorra de forma desequilibrada pelas juntas para o interior.

Por estas razões a argamassa “…tem um comportamento adesivo e selante devendo por

isso desenvolver uma completa, resistente e durável aderência entre unidades de alvenaria” [76].

2.5.3.1. Características de uma argamassa.

- Trabalhabilidade.

De acordo com Coutinho – Fabrico e propriedades do betão [30, 31], é a maior ou

menor facilidade com que um betão é transportado, colocado, adensado e acabado e a maior ou

menor facilidade com que se desagrega ou segrega durante estas operações. Uma argamassa ou

um betão pode ter uma trabalhabilidade com um equipamento e não com outro, ou apenas em

certas condições de colocação nos moldes. Na prática esta qualidade só o pedreiro a pode definir

de forma correcta ao manuseá-la com a colher. Na gíria diz-se que uma argamassa tem boa

trabalhabilidade quando agarra bem à colher do pedreiro ao ser transportada mas não agarra

quando distribuída sobre os blocos de alvenaria. Por isso, trata-se de uma característica de

plasticidade da argamassa que lhe permite ocupar completamente a junta e que depende de

vários factores, tais como: qualidade do agregado, quantidade de água, consistência, capacidade

de retenção de água, tempo decorrido da preparação, adesão e fluidez [72, 75, 76]. Sahlin [77]

afirma que “sem uma boa trabalhabilidade as chances de se ter juntas uniformes (bem

preenchidas) são muito pequenas”.

Os métodos de medição das suas características são:



- ensaios de determinação das propriedades físicas que caracterizam os parâmetros

reológicos da massa (consistência, plasticidade, coesão, adesão, viscosidade,

segregação, exsudação4 e densidade);

- métodos de medição da propriedade tecnológica trabalhabilidade (ensaios de

penetração, ensaios de queda, ensaios de escoamento, ensaios de amassadura, ensaios de

abaixamento – cone de Abrams, ensaios de compactação, ensaios de deformação –

ensaio VêBê, ensaios combinados).

A consistência (ensaio de abaixamento pelo cone de Brams) é a propriedade que

relaciona a quantidade de água com o aglomerante e a quantidade do aglomerante com os

agregados (areia) conferindo à argamassa resistência às deformações. De acordo com a

consistência pode classificar-se uma argamassa em terra húmida, seca, plástica, mole e fluida.

De acordo com a NP-87 – Consistência do betão [43], procura-se verificar a influência

da quantidade de água da amassadura sobre consistência do betão ou da argamassa. Com este

ensaio, pode-se analisar se há um aumento do teor de humidade – ocorrência de um aumento

brusco no abaixamento da massa moldada, ou se há uma variação inesperada na granulometria

do agregado, como deficiência no teor de areia ou aumento do seu módulo de finura – ocorrência

de diminuição no abaixamento ou alteração no aspecto do cone.

O ensaio VêBê [54] mede o tempo de vibração necessário para compactar o molde

obtido através do cone de Abrams até que se verifique a saída de todo o ar existente entre um

disco transparente de 24 cm de diâmetro e 20 cm de altura, colocado de forma envolvente e

centrado com o cone, e o betão. Este tempo de vibração, em segundos, mede a trabalhabilidade,

expressa em número de graus VêBê.

De acordo com a prEN 1015-6 [17] as argamassas classificam-se de acordo com o

Quadro 2.6. Quadro 2.6 – Consistência da argamassa segundo o prEN 1015-6.

- 4 Exsudação: é a tendência da água, o componente mais leve, a separar-se dos outros. O fenómeno da exsudação observa-se pela subida da

água à superfície após a betonagem e a formação de uma película, que se mantém, por vezes, algumas horas antes da presa do betão, ou pela saída da água através de fendas ou locais mas vedados dos moldes.




Consistência Abaixamento (mm)

Seca < 140

Plástica 140 a 200

Mole > 200

De acordo com Coutinho – Fabrico e propriedades do betão [30], apresenta-se o

Quadro 2.7 onde se classifica a trabalhabilidade e a indicação dos meios de compactação

correspondentes.

Quadro 2.7 – Tipos de trabalhabilidade e meios de compactação segundo Coutinho.

Método de medição da trabalhabilidade

Trabalhabilidade Meios de compactação que se podem empregar Abaixamento - cone de Abrams

(mm) Graus VêBê

Terra húmida Vibração potente e compressão (pré-fabricação) - >30

Seca Vibração potente (pré-fabricação) - 30 a 10

Plástica Vibração normal 0 a 40 10 a 2

Mole Apiloamento 40 a 150 -

De acordo com a NP ENV 206 [52] apresentam-se as classes e os respectivos valores da

trabalhabilidade no Quadro 2.8.

Quadro 2.8 – Classes de trabalhabilidade segundo NP ENV 206.

Classes dos métodos de medição da trabalhabilidade

Classe Abaixamento (mm) Classe Graus VêBê

S1 10 a 40 V0 ≥ 31

S2 50 a 90 V1 30 a 21

S3 100 a 150 V2 20 a 11

S4 ≥ 160 V3 10 a 5

O abaixamento medido deve ser arredondado para os 10 mm mais próximos V4 ≤ 4

- Capacidade de retenção de água.

Entende-se por retenção a capacidade que a argamassa tem de reter a água que contém

quando colocada em contacto com blocos de alta sucção. Na argamassa uma determinada

quantidade de água é suficiente para molhar a superfície dos grãos de areia e do aglomerante. A



água em excesso é cedida por sucção ao bloco. Esta água absorvida pelo bloco fará com que ele

sofra uma expansão aumentando o potencial de retracção na secagem da argamassa e em

consequência a diminuição da resistência de aderência. Portanto é de todo interesse que a

argamassa tenha uma boa capacidade de retenção a fim de manter uma resistência considerável.

Para que isso aconteça pode utilizar-se aditivos com o objectivo de absorver a água (derivados de

celulose) ou de impedirem a percolação da água (aeradores). A cal é um elemento com boas

características de retenção de água. Interessa referir que a retenção de água por parte da

argamassa está dependente do potencial de sucção do bloco.

- Capacidade de aderência.

É a capacidade que a face de ligação da argamassa com o bloco tem para absorver

tensões tangenciais e normais a ela sem se dar qualquer rotura. Esta característica permite

classificar parede de alvenaria como um corpo monolítico e intrínseco. Os factores que afectam a

aderência bloco-argamassa são a trabalhabilidade desta, a retenção de água, a capacidade de

absorção inicial de água por parte do bloco, o seu teor de humidade, a temperatura e a humidade

relativa, a mão de obra, a quantidade de aglomerantes na mistura e a textura da superfície do

bloco [75, 76].

- Resistência à compressão.

A argamassa enquanto fresca não tem qualquer resistência, no entanto ela cresce com o

decorrer do tempo. As argamassas de areia e cal adquirem resistência à compressão mas de uma

forma muito lenta. A resistência de uma argamassa não poderá ser classificada sem se terem em

conta a resistência e as restantes propriedades dos blocos a solidarizar (natureza e dosagem do

cimento, relação água/cimento, granulometria e natureza da areia, energia da mistura e da

colocação). Com base em estudos elaborados já em 1950 afirmou-se mesmo que “a resistência

da parede de alvenaria construída com elementos de resistência intermediária não é muito

influenciada pela resistência da argamassa como frequentemente se supõe” como refere H.

Andrews em “Mortar for Brickwork, block construction and masonary” da Building Research

Station, Londres, 1950. Apesar desta constatação, o conhecimento da argamassa e a realização

de ensaios à compressão permite efectuar um controle estatístico da qualidade da argamassa e

conhecer o seu grau de hidratação.




- Outras características.

Resiliência: ou elasticidade é a capacidade que uma argamassa possui de se deformar

sem apresentar rotura quando solicitada retornando à dimensão original após a solicitação. Este

conceito é estendido para um estado de deformação plástica em que a rotura se dá por fissuração

microscópica ou capilar não prejudicial. Uma argamassa fraca permite a ocorrência de pequenos

movimentos e as fissuras distribuem-se como fissuras capilares nas juntas.

Durabilidade: esta propriedade depende de vários factores que afectam as características

de uma argamassa ao longo do tempo, tais como retracção na secagem, absorção da água da

chuva, variações pelo efeito da temperatura, choque térmico, agentes atmosféricos e agentes

biológicos.

Tempo de endurecimento: se a argamassa tiver um endurecimento rápido, por exemplo

devido a altas temperaturas, haverá problemas de ajustamento e de assentamento dos blocos e no

acabamento das juntas. Por outro lado, se o endurecimento for lento, o tempo de espera para

assentar as fiadas superiores será superior provocando atrasos na construção.

2.5.3.2. Composição das argamassas.

A composição das argamassas, de acordo com Vénuat [87], devem ter uma

compacidade máxima, ou seja, um mínimo de vazios, e deve ser obtida através da mistura de:

1. Ligantes: cimentos normalizados (cinzentos ou brancos), cimentos especiais

(aluminosos, prontos, refractários, etc.), cales hidráulicas, cales apagadas.

2. Areias: que não devem possuir uma dimensão maior do que 5 mm. Podem ser:

. naturais e roladas (provenientes de rios ou areeiros - siliciosas ou

sílico-calcárias);

. naturais britadas (provenientes de rochas de pedreiras - basaltos, pórfiros,

quartzitos, etc.). Estas identificam-se das primeiras por terem uma forma mais

angulosa e serem mais duras;

. especiais (pesadas, refractárias ou leves);

. areias de escórias;

. granulado de cortiça;

. areias de óxido de ferro;



. corindon;

. areia de tijolos britados;

. vermiculite e perlite e

. poliestireno expandido.

3. Adjuvantes: estes elementos são utilizados sobretudo nos betões. Eles podem ser:

. plastificantes - redutores de água;

. introdutores de água;

. endurecedores de superfícies;

. aceleradores e retardadores de presa e

. hidrófugos.

4. Adições: procuram permitir à argamassa cores ou apresentação diferentes:

. pós finos pozolânicos (cinzas, sílicas de fumo, etc.);

. corantes (naturais ou sintéticos);

. fibras e

. polímeros.

A publicação 94 do CIB [27] sugere a composição para argamassas, apresentada no

Quadro 2.9. Recomenda ainda que a argamassa do tipo M2 não seja utilizada na realização de

alvenaria armada, alvenaria em contacto com o solo ou exposta a condições climatéricas severas.

Quadro 2.9 – Classificação e composição da argamassa em volume de acordo com o CIB.

Composição aproximada em volume Tipo de

Argamassa

Resistência média à compressão

aos 28 dias (MPa) Cimento Cal Areia

M20 20 1 0 - ¼

M10 10 1 ¼ - ½

M5 5 1 ½ - 1 ¼

M2 2.5 1 1 ¼ - 2 ½

2 ¼ - 3*(volume de

areia+volume de cal)

A norma inglesa BS 5628 [8] classifica as argamassas em quatro tipos de acordo com o

Quadro 2.10 e destaca o comportamento que a argamassa tem quanto ao ataque de humidades e

da maior ou menor facilidade em se ajustar a deformações.




Quadro 2.10 – Classificação e composição da argamassa de acordo com a norma BS 5628: part. 1.

Resistência média à compressão

aos 28 dias (MPa) Composição aproximada em volume Tipo de

Argamassa laboratório obra cimento : cal : areia cimento : areia

I 16 11 1 : 0 a ¼: 3 -

II 6.5 4.5 1 : ½ : 4 a 4½ 1 : 2½ a 3 ½

III 3.6 2.5 1 : 1 : 5 a 6 1 : 4 a 5

IV 1.5 1

aumento da

resistência e

diminuição da

capacidade de

acomodação a

movimentos 1 : 2 : 8 a 9 1 : 5½ a 6½

Aumento da resistência ao ataque da geada durante a construção e

diminuição da resistência à penetração da chuva.

A Norma Americana ASTM C270 recomenda para as argamassas a classificação de

acordo com a resistência média à compressão aos 28 dias através da sugestão da composição

apresentada no Quadro 2.11 [68, 72, 80].

Quadro 2.11 – Resistência à compressão da argamassa segundo a ASTM C270.

Composição em volume

cimento Cal Areia Utilização nas

estruturas

Tipo de

argamassa

Resistência média à

compressão aos 28 dias

(MPa) Min Máx Min Máx

M 17.5 1 0.25 2.81 3.75 Alvenaria

estrutural S 12.5 1 0.25

0.50

2.81

3.37

3.75

4.50

N 5.3 1 0.50

1.25

3.37

5.06

4.50

6.75 Alvenaria não

estrutural O 2.5 1

1.25

2.50

5.06

7.87

6.75

10.50

Divisória não

estrutural K 0.5 1

2.50

4.00

2.5.3.3. Tipos de argamassas.

Vénuat [87] classifica as argamassas quanto à granulometria e quanto à composição.

Classificação das argamassas quanto à granulometria:

- Argamassa extra-finas: a máxima dimensão das areias é de 0,6 mm.

- Argamassa finas: a máxima dimensão das areias é de 1,19 mm.



- Argamassa médias: a máxima dimensão das areias é de 2,38 mm.

- Argamassa grossas: a máxima dimensão das areias é de 4,76 mm.

Como se verifica no Quadro 2.12, a classificação das argamassas vem em função das

dimensões das areias e da sua respectiva classificação conforme descreve Lourenço [60] na

Publicação n.º24 da ATIC, de acordo com Vénuat.

Quadro 2.12 – Caracterização das classes de areias.

Designação das diferentes classes de

areias

Dimensões das malhas dos peneiros,

em mm

(série de Tylor – ASTM)

Módulo de finura (soma dos retidos

acumulados em % do conjunto de

peneiros da série dividida por 100)

Finas 0.074 a 0.297 1.5 a 2.3

Médias 0.297 a 1.19 2.3 a 2.8

Grossas 1.19 a 4.76 2.8 a 3.5

Importa referir que as areias devem ser limpas e não devem conter elementos nocivos,

como por exemplo, areias graníticas, caulinizadas ou com micas, argilas, sulfatos, ou sulfuretos.

Este tipo de elementos provocam variações volúmicas, libertação de calores de hidratação

durante as reacções químicas que ocorrem na formação da argamassa ou betão e o encarecimento

do custo da areia por m3.

Tipos de argamassas quanto à composição:

- Argamassa de cal.

Esta argamassa é composta por areia e cal. Tem características de boa trabalhabilidade e

de razoável capacidade de retenção de água, e possibilita uma maior adesão e coesão da

composição da argamassa [32]. No entanto, o uso deste tipo de argamassa em alvenaria armada

não é aconselhável por adquirir uma baixa resistência mecânica em função das condições

ambientais que devem manter uma certa humidade durante o seu endurecimento. Para além

disso, a aderência bloco-argamassa não é a melhor porque inicialmente ela sofre um

endurecimento por perda de água para o bloco e por evaporação e ainda, porque a secagem

provoca na argamassa uma contracção originando fissuração [72].




A cal apresenta-se de acordo com a formação química e as suas reacções segundo três

tipos [32, 72]:

- cal aérea: proveniente do calcário puro ou carbonato de cálcio e que sujeita a elevadas

temperaturas dá origem à cal hidratada;

- cal magnesiana ou magnésia: provem da solução sólida formada por calcita e magnesita,

designada de dolomita, idêntica muitas vezes em aparência à pedra calcária e originada

pela carbonatação do magnésio;

- hidráulica: obtida do calcário argiloso rico em elementos químicos como o ferro, o

alumínio e sobretudo sílica.

- Argamassa de cimento.

Esta argamassa é composta com cimento tipo “portland” e areia. Adquire elevadas

características de resistência em pouco tempo que a fazem suportar as cargas durante a

construção. A sua trabalhabilidade depende do seu traço. Uma mistura normal (traço 1:3) ou

melhorada tem boa trabalhabilidade mas torna-se anti-económica. Não se deve utilizar

argamassa resistente para ligar blocos frescos de alvenaria. Estas argamassas, apesar de mais

resistentes, têm a desvantagem de adquirir fissuras por retracção [72].

- Argamassa mista.

É composta por cal, cimento e areia. Esta argamassa possui as propriedades das

argamassas acima referidas. A sua utilização é a mais adequada para estruturas de alvenaria não

armada no entanto pode ser utilizada em alvenaria armada. O aumento do teor em água piora as

propriedades em geral sendo por isso frequente fixar-se um valor máximo do teor em água.

- Argamassas com aditivos.

A composição destas argamassas relativamente ao cimento e à areia é dependente dos

aditivos adicionados com a finalidade de melhorar as suas características. Assim podem-se

utilizar misturas de cimento e areia mais pobres melhoradas com aditivos. A principal

desvantagem deste tipo de argamassas é o seu custo mais elevado.



- Argamassas de cimento de alvenaria.

Esta argamassa é composta por cimento “portland” e agregados minerais finos (calcário

moído) com adição ou não de aditivos. As suas propriedades são melhores relativamente aos

tipos de argamassa anteriormente referidos mas a sua qualidade é muito variável para diferentes

dosagens e para diferentes fornecedores.

Espada [58] apresenta alguns tipos de argamassas hidráulicas correntes para

assentamento de alvenarias em quantidades por m3.

Estes tipos de argamassas são aquelas que são produzidas em estaleiro - argamassas de

estaleiro - ou em obra e têm uma aplicação imediata [87]. No entanto, podem ainda identificar-se

outros tipos de argamassas como:

- Argamassas industriais: têm uma composição seca, previamente doseada e são

acondicionadas em sacos, requerendo do utilizador apenas a necessidade de acrescentar

a quantidade de água especificada e efectuar a mistura. Este tipo de argamassas existem

desde 1920 e nelas utilizavam-se composições que permitiam coloração da argamassa

ou que permitiam uma imitação, por exemplo, das pedras da época. Os sacos têm a

particularidade de serem impermeabilizados e de peso fácil de transportar (25 ou 40 kg).

O estudo da dosagem das argamassas é feito em função da aplicação que ela terá em

obra.

- Argamassas prontas: Este tipo de argamassas são fornecidas de forma idêntica ao betão

pronto e são apresentadas em estado fluído ou fresco. Podem, igualmente, apresentar-se

com adjuvantes, como retardadores, plastificantes ou introdutor de ar, com o objectivo

de retardar a presa.

2.5.3.4. Avaliação das características das argamassas.

A cura da argamassa é feita após o assentamento da alvenaria sob as condições

ambientais existentes. A cura deficiente provoca na argamassa a alteração das suas propriedades

reduzindo a resistência mecânica, a aderência bloco-argamassa e a capacidade de absorver

deformações, e o aumento da retracção na secagem. Estas alterações comprometem a

durabilidade da alvenaria.




Assim, na utilização de argamassas deve-se ter em conta que algumas características que

se pretendem obter podem ser antagónicas:

- a resistência mecânica aumenta com a qualidade e quantidade do ligante;

- o aumento da resistência mecânica e a qualidade do ligante faz aumentar a refracção e a

fissuração, diminui a trabalhabilidade e a capacidade da parede se adaptar a

movimentos;

- o aumento da quantidade de água diminui a resistência;

- a melhoria da trabalhabilidade sem diminuir a resistência requer o emprego de

plastificantes;

- a cal é um retentor de água que atenua a absorção de água pelos blocos a aglutinar.

De acordo com o exposto as argamassas realizadas com cal ou gesso, apresentam boa

trabalhabilidade, mas baixas resistências mecânicas, sendo as suas propriedades facilmente

alteradas pelos agentes atmosféricos, devendo por isso ser utilizadas sobretudo na execução de

paredes de compartimentação interior. As argamassas realizadas com cimento apresentam

elevadas resistências mecânicas, grande impermeabilidade, mas refracção considerável.

No Ponto 2.5.3.2 foram apresentadas composições recomendadas por diferentes

documentos normativos classificados por tipos consoante a dosagem e a sua aplicação em

estruturas de alvenaria.

Lourenço [60] refere ainda os problemas existentes na definição correcta e racional das

características das argamassas e define um conjunto de medidas na determinação de algumas

características necessárias para um maior controlo do tipo de argamassas e sua utilização. A

classificação da argamassa para utilização em alvenaria estrutural faz sentido pela análise do

comportamento global de um painel de alvenaria, ou pelo desempenho do conjunto bloco - junta

de argamassa. O conhecimento dos componentes das argamassas, a sua normalização e controle

de qualidade, a análise laboratorial do comportamento conjunto bloco-junta de argamassa, e um

controle de qualidade de painéis de alvenaria são algumas formas de procurar garantir a

constância de características de uma argamassa sem no entanto fixar limites para determinadas

propriedades. Assim, a avaliação das características das argamassas de assentamento pode ser

faseada pelos seguintes ensaios:



1. Ensaios de caracterização de composições tipo: para determinadas composições são

realizados ensaios laboratoriais de consistência, retenção de água, resistência mecânica,

módulo de deformação e coeficiente de Poisson, tempo de endurecimento, retracção na

secagem e massa específica;

2. Ensaios de funcionamento de um painel de parede ou de corpos de prova: estes ensaios

são realizados após o endurecimento da argamassa e do ganho de aderência com o

bloco;

3. Ensaios de controlo de qualidade da produção: com estes ensaios pretende-se garantir

uma uniformidade da produção recorrendo para isso a ensaios de resistência à

compressão, ensaios de retenção de água e ensaios de consistência.

2.5.4. Elementos de enchimento dos blocos: microbetão.

Trata-se de uma betão de elevada trabalhabilidade para preenchimentos dos vazados dos

blocos. Deve ser um betão muito fluído uma vez que deverá ocupar totalmente os vazados dos

blocos, sendo estes caracterizados por possuírem um espaço reduzido e uma configuração

geométrica interna não linear. A sua utilização apenas deverá ser feita para vazados em que a

menor dimensão seja superior a 100 mm. O microbetão permite à alvenaria um melhor

comportamento mecânico e poderá ser utilizado juntamente com a colocação de armaduras

constituindo assim a noção base da alvenaria armada.

2.5.4.1. Características do microbetão.

- Trabalhabilidade.

O conceito de trabalhabilidade definido em 2.5.3.1 para argamassas é o conceito geral

utilizado na produção de betão. Um microbetão trata-se de um betão em que a composição

deverá ser muito fluida e em que a dimensão do diâmetro do agregado é limitada ao valor

máximo de 9,5 mm (peneiro 3/8’’ da Série de Taylor da ASTM). Desta forma, os critérios

especificados no documento NP ENV 206 são aqueles que deverão ser respeitados para o fabrico

do microbetão [52].




De acordo com o Eurocode 6 [14], o microbetão enquanto fresco deverá possuir um

abaixamento superior a 100 mm, ou seja, no mínimo, da classe S3. Outras normas, recomendam

valores de abaixamento de 200 ± 30mm. Nos Quadros 2.6 e 2.7 apresenta-se a classificação da

trabalhabilidade e respectivos valores.

- Capacidade de aderência.

No estudo microbetão, para além de uma das mais importantes características – a

resistência à compressão, deve-se ter em conta a sua resistência de aderência com os blocos. Esta

característica pretende estudar a maior ou menor homogeneidade do conjunto bloco-microbetão

e tem sido objecto de estudo em alguns trabalhos determinar o seu valor e os factores que

intervém na sua alteração [36, 67, 69, 70, 71].

De acordo com as referências apresentadas, a ligação entre os referidos constituintes da

alvenaria está relacionado com a retracção do microbetão e, consequentemente, com a

quantidade de água que em si permanece, uma vez que, parte importante da água é absorvida

pelos blocos. Como é sabido do estudo da composição de betão a quantidade de água tem

especial interesse para a hidratação do cimento. Para uma maior relação água/cimento, a

resistência de aderência aumenta verificando-se o inverso relativamente à resistência da

alvenaria, independentemente da mistura utilizada para fabrico do microbetão, conforme pode

ser verificado nas figuras apresentadas por Oliveira [68] e aqui reproduzidas (Figura 2.8 e Figura

2.9). Assim, no estudo do conjunto, verifica-se que existe uma relação de água/cimento óptima, a

qual deverá ser convenientemente analisada.

Figura 2.8 – Resistência de aderência de diferentes misturas em função da relação A/C [68].



Figura 2.9 – Resistência à compressão da alvenaria e de aderência em função da relação A/C [68].

Para além da relação de água/cimento, a granulometria tem também influência no

estudo da resistência de aderência, sobretudo o conhecimento da superfície específica dos

agregados. De acordo com a Figura 2.10, verifica-se que a resistência de aderência entre o

microbetão e os blocos é pequena para baixos e altos valores da superfície específica dos

agregados que constituem o microbetão.

O conceito de aderência também é aplicado ao comportamento da ligação

microbetão-armaduras, para estruturas de alvenaria armada, e neste caso o Eurocode 6 também

especifica valores da resistência de aderência em função da classe do microbetão e das

armaduras utilizadas (armaduras lisas ou nervuradas). No entanto, esta análise sai do âmbito

deste trabalho, e por isso, não será abordada.

Figura 2.10 – Resistência de aderência em função da superfície específica dos agregados [68].




- Resistência à compressão.

De acordo com o Eurocode 6 [14] apresentam-se as classes de resistência do microbetão

com a apresentação de valores para ensaios realizados em provetes cilíndricos de diâmetro 150

mm e de altura 300 mm e em provetes cúbicos de aresta 150 mm (Quadro 2.13). Refira-se que as

classes e os processos de determinação são os mesmos que os especificados para betões na

NP ENV 206 [52] e nos documentos que lhe servem de base para determinação da resistência

mecânica.

Quadro 2.13 – Classes de resistência à compressão do microbetão.

Classes de resistência C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60

fck,cil (MPa) 12 16 20 25 30 35 40 45 50

fck,cub (MPa) 15 20 25 30 37 45 50 55 60

2.5.4.2. Composição do microbetão.

Tal como a determinação da resistência mecânica e a sua classificação, também a

composição do microbetão é feita de forma semelhante à composição realizada para betões e

para argamassas, diferindo apenas da relação água/cimento e da dimensão máxima dos

agregados. Na composição do microbetão podem ser combinados todos os constituintes

definidos em 2.5.3.2 para as argamassas. Apesar da necessidade do estudo da composição, a

Norma Americana ASTM C476 sugere os valores apresentados no Quadro 2.14 [68].

Quadro 2.14 – Resistência à compressão do microbetão segundo a ASTM C476.

Composição em volume

cimento Cal Areia fina Areia grossa Classificação

do microbetão

Resistência média à

compressão aos 28 dias (MPa) Min Máx Min Max Min Max

1 0.00

0.00

0.00

0.10

2.25

2.47

3.00

3.30 fino

a

Normal

4.5

a

17.5 1 0.00

0.00

0.00

0.10

2.25

2.47

3.00

3.30

1.00

1.10

2.00

2.20



Tendo sido apresentadas algumas noções genéricas neste capítulo sobre estruturas de

alvenaria e suas características bem como dos seus materiais constituintes, no Capítulo 3

procuram caracterizar-se, pela via experimental, o comportamento mecânico os blocos utilizados

na realização de provetes de alvenaria. Este trabalho de levantamento das características dos

elementos constituintes dos provetes de alvenaria e a caracterização desses provetes compõem a

parte experimental do estudo efectuado. Refere-se desde já que na falta de documentação

nacional e regulamentação aplicável sobre a caracterização pretendida foram seguidos

documentos internacionais existentes bem como especificações apresentadas por outros

investigadores.


Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenaria.


Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias.



Capítulo 3 – Caracterização dos elementos utilizados em alvenarias.

3.1. Introdução.

Para a realização deste trabalho foi inicialmente feita uma recolha de blocos de cinco

empresas para fornecimento de blocos de betão. Nesta fase avaliaram-se vários pontos

fundamentais para a escolha da empresa que poderia vir a fornecer blocos para o estudo

laboratorial pretendido:

- Capacidade de produção e peso da empresa no fornecimento deste tipo de blocos para o

mercado;

- Organização e qualidade de trabalho, e objectivos futuros da empresa quanto à expansão

e à instalação de métodos de controlo de qualidade do fabrico;

- Processo de fabrico (utilização ou não de métodos mecanizados actuais e forma de

controlo);

- Aspecto físico dos blocos (porosidade, regularidade plana das faces, fissuração,

dimensões, qualidade, etc.);

- Resistência mecânica;

- Vontade e interesse na colaboração para este trabalho e no fornecimento dos blocos

necessários para análise laboratorial, e no fornecimento de informações diversas;

- Possibilidade de adaptação da empresa para a produção de novos blocos ou alteração

das dimensões dos blocos actualmente fabricados com vista a futuros trabalhos na área

da investigação.

Com base nesta recolha foram escolhidas duas empresas.

A Empresa A possui uma posição considerável em termos de cota de mercado na região

e um processo de fabrico mecanizado e com qualidade, para além de actualmente se encontrar

em expansão e prever a instalação de laboratórios para análise dos blocos ainda em fábrica.

A Empresa B reúne boas condições de trabalho e um método de fabrico idêntico ao da

Empresa A, bem como uma óptima cota de mercado. A escolha desta empresa foi feita ainda

pela possibilidade que actualmente já detém no fornecimento de blocos vazados utilizados na

construção de alvenaria estrutural.




Neste Capítulo é feita uma análise dos blocos fornecidos pelas referidas empresas bem

como das argamassas e do microbetão utilizados na montagem de provetes para ensaio. Nesta

análise foram seguidos diversos documentos de normalização consoante o estudo elaborado.

Refere-se ainda que os documentos relativos à composição do betão são aplicáveis ao estudo a

realizar nos blocos, argamassa e ao microbetão.

Assim, no desenvolvimento deste Capítulo, para cada constituinte das paredes de

alvenaria, é inicialmente feita uma síntese dos documentos utilizados e referência a outros.

3.2. Estudo de blocos de betão.

3.2.1. Documentos normativos utilizados na análise de blocos.

Para cada amostra, todas as características apresentadas neste ponto foram realizadas em

vários blocos, cumprindo sempre o número mínimo de blocos definidos nas normas utilizadas.

3.2.1.1. Consistência do betão.

Na determinação da trabalhabilidade ou consistência do betão constituinte dos blocos

foi seguida a NP 87: Consistência do betão. Ensaio de abaixamento [43], muito embora este

documento seja destinado especialmente a betões plásticos e fluidos e não a betões classificados

quanto à sua trabalhabilidade de secos ou terra húmida, de acordo com Coutinho [30].

Conforme o exposto nos Quadros 2.6 e 2.7, pode ser feita uma classificação da

argamassa em função dos valores da trabalhabilidade [30, 52].

Resumidamente, o processo descrito na realização do ensaio de abaixamento pela norma

referida, correntemente designado de ensaio de slump, consiste na medição do abaixamento de

um cone de betão formado por um molde adequado após a sua desmoldagem. A formação do

cone é feita pela colocação de camadas de betão no molde e pela sua respectiva compactação.



Apesar de não ter sido seguido neste trabalho, o documento Portland Cement Institute -

principles of the manufacture of concrete masonry units [73, 81] apresenta um ensaio expedito

para determinar o conteúdo de água no betão. Neste ensaio faz-se uma avaliação qualitativa do

volume de água no betão que define a sua trabalhabilidade. Para isso, espalha-se uniformemente

1 dm3 de betão, proveniente directamente da amassadura, sobre uma superfície plana com 50*50

cm2 com um varão de 16 mm de diâmetro. Verifica-se, imediatamente a seguir, a superfície do

betão após espalhado (devendo apresentar um brilho de água), bem como o estado do varão

(devendo apresentar marcas de humidade com agregados finos aderentes).

A determinação do teor em água total e o teor em água superficial dos agregados

destinados a betões e argamassas encontra-se especificada na NP 956: Areias para argamassas e

betões. Determinação dos teores em água total e em água superficial [46].

Farinha [34] apresenta um valor máximo a garantir para os inertes da absorção de água

de 5%.

3.2.1.2. Análise granulométrica.

A granulometria é talvez a propriedade mais importante do agregado, a seguir à sua

resistência. O método de determinação da curva granulométrica e respectiva análise consta na

norma NP 1379: Areias para argamassas e betões. Analise granulométrica [40, 55].

Resumidamente, o processo consiste em peneirar a seco o agregado através de uma série de

peneiros de aberturas normalizadas, na pesagem das parcelas de agregado obtidas e no cálculo

das fracções granulométricas correspondentes. Correspondentemente, foi ainda feita a

determinação do módulo de finura através da soma das percentagens totais que ficam retidas e

acumuladas em cada peneiro da série normalizada, começando no peneiro de 0.149 mm, dividida

por 100 [30].

3.2.1.3. Massa volúmica dos agregados.




Segundo Coutinho [30], a massa volúmica é a relação entre a massa de um corpo e o seu

volume. A massa volúmica do agregado refere-se à massa volúmica das partículas individuais e

não à massa agregada em conjunto. Uma vez que as partículas possuem entre si espaços vazios,

define-se o conceito de baridade, utilizado para determinar o volume do agregado para uma

amassadura, independentemente do fim a que esta se destina.

Lourenço [60, 61] define os conceitos de massa volúmica absoluta e massa volúmica

aparente e os métodos de determinação desses parâmetros nos agregados.

A massa volúmica do agregado depende dos materiais que o compõem, conforme

Coutinho afirma no seu 1º volume. A maior parte dos agregados naturais tem uma massa

volúmica absoluta entre 2600 a 2700 kg/m3. Sendo uma das classificações do agregado mais

prática, uma vez que serve de indicador da porosidade, transcreve-se de Coutinho [30] o Quadro

3.1 no qual se apresenta, para cada classe, a baridade de vários tipos de agregados e a sua

aplicação e designação do betão resultante.

Quadro 3.1 – Classificação do agregado quanto à baridade e principais aplicações do betão com ele fabricado [30].

Classificação

do agregado Baridade (kg/m3) Exemplos de agregado Aplicação e designação

do betão resultante

Ultraleve <300

Poliestireno expandido

Vermiculite

Perlite expandida

Vidro expandido

Com funções estritamente

de isolamento térmico e

sem funções de resistência

Leve 300 a 1200 (areia)

300 a 950 (material grosso)

Argila expandida

Xisto expandido

Escória de alto-forno

expandida

Cinzas volantes sinterizadas

Pedra-pomes

Com funções de

isolamento térmico, com

funções de resistência

(betão estrutural) e

diminuição do peso próprio

Denso (normal)

1200 a 1700 (areia)

950 a 1700 (material

grosso)

Areia

Godo

Rocha britada

Normal, com função de

resistência (betão

estrutural)

Extradenso >1700

Limonite

Magnetite

Barita

Com funções de protecção

contra radiações atómicas e

com funções resistentes

Apresenta-se o Quadro 3.2 parcialmente transcrito de “Techniques et pratique de la

chaux” [32, 60] comparando a massa volúmica absoluta e a baridade para os ligantes utilizados



(cimento tipo II e cal hidratada) e aqueles com possibilidade de virem a ser utilizados (cal

hidráulica).

Quadro 3.2 – Massa volúmica absoluta e baridade para ligantes.

Características Cimento tipo II Cal hidratada Cal hidráulica

Massa volúmica absoluta (kg/m3) 3050 a 3160 2200 a 2500 2600 a 2900

Baridade (kg/m3) 800 a 1300 490 a 700 700 a 1000

Os documentos nacionais com fim à determinação da massa volúmica dos agregados

constam nas Normas NP 581/69 [42] e NP 954/73 [44]. Para determinação da baridade refere-se

a NP 955/73 [45].

3.2.1.4. Dimensões dos blocos.

Para definição de critérios de selecção de blocos foi tomado por base a recomendação

estabelecida pelo Projecto de Norma prEN 771-3 [19], o qual indica que os blocos deverão

apresentar reentrâncias ou dispositivos de encaixe nas juntas. A espessura mínima dos septos

interiores e exteriores na face de apoio não deve ser inferior a 20 mm, ou a 1,5 vezes a máxima

dimensão do agregado. Este documento fixa ainda exigências para as arestas e para a

ortogonalidade das faces e a sua regularidade plana, admitindo dois tipos de tolerâncias para as

dimensões exteriores apresentadas no Quadro 3.3.

Quadro 3.3 – Tolerâncias das dimensões exteriores segundo prEN 771-3.

Tolerâncias das dimensões exteriores

Tipo de tolerância Dimensão resultante da superfície

do molde Dimensão resultante do molde

Normal 4 mm 5 mm

Fina 2 mm 3 mm

O Projecto de Norma PrEN 772-16: Methods of test for masonary units. Part 16:

Determination of size and dimensions [23] define o procedimento a utilizar na definição das

dimensões dos blocos bem como o número mínimo de blocos em cada amostra e a apresentação

de valores a efectuar.




3.2.1.5. Percentagem de furação.

O Projecto de Norma PrEN 772-2 [24] estabelece o processo de determinação da

percentagem de furação.

De acordo com PrEN 771-3 [19] refere-se ainda a seguinte classificação dos blocos em

função da percentagem de furação:

- blocos maciços ou equivalentes – furação vertical limitada a 25%;

- blocos perfurados – furação vertical entre 25% e 50%;

- blocos vazados – furação vertical superior a 50%;

- blocos furados horizontalmente – furação horizontal não superior a 50%.

Também o Eurocode 6 [14] estabelece uma classificação dos blocos através de grupos

em função da furação, apresentados no Quadro 3.4.

Quadro 3.4 – Percentagem de furação segundo o EC6.

Grupo Percentagem de furação (%)

1 ≤25%

2a >25% e ≤50%

2b >50% e ≤60%

3 ≤70%

A percentagem de furação foi determinada através de procedimentos diferentes. No

primeiro, utilizou-se um processo matemático para a partir do conhecimento das dimensões do

bloco se contabilizar o volume de orifícios e o volume aparente. O quociente destes volumes

permitiu determinar a percentagem de furação.

O segundo procedimento consistiu na medição do volume de areia necessário para

preencher os espaços livres não fechados, ou orifícios, existentes no volume aparente. A

percentagem de furação foi determinada pelo quociente entre o volume de areia e o volume

aparente.



O terceiro procedimento consistiu na pesagem do bloco e da areia necessária para

preencher os orifícios, sendo a percentagem de furação determinada pela relação entre a massa

de areia e a soma desta massa com a massa do bloco.

A percentagem de furação de uma de amostra foi determinada pela média dos valores

obtidos para cada um dos blocos da amostra.

3.2.1.6. Massa volúmica dos blocos.

O método de determinação da massa volúmica consta no Projecto de Norma Europeu

PrEN 771-3: Specification for masonary units. Aggregate concrete masonary units [19]. A

obtenção da massa volúmica é feita através do quociente entre a massa do bloco e o volume de

betão que o compõe. Essa determinação foi feita no momento de produção dos blocos efectuando

para isso pesagens da massa fresca e após o período de 14 dias, idade em que os blocos são

colocados normalmente em comercialização e os blocos se encontram no seu estado natural,

resultando daí a massa volúmica dos blocos no estado fresco e no estado natural. No referido

documento estabelece-se que o valor da massa volúmica seca do bloco e a massa volúmica seca

do betão constituinte, não pode diferir mais de ±7.5% do valor declarado pelo fabricante.

O Projecto de Norma Europeu PrEN 772-13: Methods of test for masonary units. Part

13: Determination of net and gross dry density of masonry units [22] descreve métodos de

determinação da densidade em blocos para alvenarias.

De acordo com Oliveira [68], os blocos de betão normal deverão possuir uma massa

volúmica de 2200 kg/m3 a 2500 kg/m3 e os blocos de betão leve uma massa volúmica de 400

kg/m3 a 1800 kg/m3.

Smith e Andres [80] afirmam que os blocos de betão normal possuem uma densidade

maior ou igual a 2000 kg/m3, enquanto os blocos de betão leve possuem uma densidade inferior

a 1680 kg/m3. Os blocos com densidade intermédia são designados por blocos de betão de média

densidade.




3.2.1.7. Absorção de água por imersão dos blocos.

A absorção máxima de água por imersão dos blocos é função da massa específica seca

do betão constituinte e a sua apresentação pode ser feita em percentagem ou em massa por

volume, desde que seja conhecido o volume dos respectivos blocos. Para determinação da

absorção de água por imersão dos blocos foi seguido o Projecto de Norma PrEN 772-8: Methods

of test for masonary units. Part 8: Determination of water absorption of aggregate concrete

masonary units by soaking [25]. De acordo com este documento, foi feita a secagem dos blocos

em estufa a 70º±5º, e retirados em tempos diferentes, até atingirem massa constante seca

(variação de massa inferior a 0.1%). De seguida os blocos foram imersos num tanque de água a

temperatura constante de 20º. Ao fim de 24 horas, foram retirados, deixados fora de água durante

dois minutos para se dar a limpeza de água superficial, sendo posteriormente pesados. Com

valores da massa dos blocos secos e saturados fez-se o cálculo da absorção total de água em

percentagem, a que aqueles foram sujeitos. Conhecido o volume de betão dos blocos, foi feito o

cálculo da absorção total de água em kg/m3.

Foi ainda determinado o teor em água em relação à massa seca contida pelos blocos à

data da sua recepção, uma vez que este valor representa uma das suas características quando

estes são colocados no mercado. Refira-se que este valor tem um significado meramente

informativo, uma vez que depende das condições de armazenamento e temporais de cada

produção, e por isso não representa uma característica constante.

A Especificação LNEC E 394: Betões. Determinação da absorção de água por imersão

[57] estabelece um processo para determinar a absorção do betão endurecido por imersão em

água. Este documento pode igualmente ser aplicado a blocos de betão, designadamente a técnica

de ensaio, muito embora a sua aplicação seja para provetes de betão.

De acordo com Smith e Andres [80], os blocos de betão normal apresentam uma

capacidade de absorção entre 112 e 160 kg/m3. Este documento especifica ainda a absorção de

água para outros elementos utilizados na construção.



3.2.1.8. Absorção de água por capilaridade dos blocos.

A absorção de água por capilaridade dos blocos serve de indicador da humidade

possível de ser absorvida, quer pelos elementos, quer pela própria parede, para além de permitir

estudar o comportamento da ligação, nomeadamente a aderência, entre a argamassa e os blocos.

Esta característica, usada também no estudo de betões com outras finalidades, depende da

porosidade do bloco e está, por isso mesmo, associada ao conceito de massa volúmica.

Num determinado tipo de betão, independentemente do fim a que se destina, podem

identificar-se dois tipos de porosidade: porosidade fechada (os vazios não comunicam entre si) e

a porosidade aberta (os vazios comunicam entre si). A porosidade aberta poderá classificar o

betão de forma inversa quanto à sua capilaridade e quanto à sua permeabilidade em função do

tipo de comunicação estabelecida entre vazios. Um betão muito permeável é pouco capilar uma

vez que os vazios comunicam entre si através de canais mais largos ou de maior diâmetro [31].

Nesta análise efectua-se a medição da capilaridade a que se assiste pela porosidade

aberta do betão dos blocos.

No assentamento dos blocos deverá haver um humedecimento prévio das faces para que

seja evitada a secagem rápida da argamassa, originada pela migração de água entre os blocos e a

argamassa. Este efeito tem muito interesse no comportamento global da parede. Ou seja, pode-se

afirmar que um bloco muito poroso tem uma absorção por capilaridade elevada o que faz com

que a migração da água da argamassa para o bloco seja rápida provocando a secagem rápida da

argamassa e a diminuição da sua resistência o que, por sua vez, afecta o comportamento da

parede. Por outro lado, um bloco muito pouco poroso, ou seja, com baixa capacidade de

absorção de água por capilaridade, não garante uma aderência suficiente para um bom

comportamento de conjunto da parede de alvenaria. De acordo com Tubi [86] e com Sousa [81],

a molhagem do bloco poderá ser dispensada sempre que a absorção de água por capilaridade do

bloco for bastante inferior a 20 gr/dm2 no primeiro minuto.




A nível nacional não foi encontrada regulamentação para determinação deste parâmetro

em blocos de betão, mas a Especificação LNEC E 393: Betões. Determinação da absorção de

água por capilaridade [56] estabelece um processo para a sua determinação em provetes de

betão endurecido. À semelhança do referido para a absorção de água por imersão, a técnica de

ensaio descrita no anterior documento poderá ter interesse na determinação da absorção de água

por capilaridade em blocos.

Para determinação da absorção de água por capilaridade dos blocos foi seguido o

Projecto de Norma PrEN 772-11: Methods of test for masonary units. Part 11: Determination of

water absorption of clay and aggregate concrete masonary units due to capillary action [21].

Para calcular a absorção de água por capilaridade foram precisos três blocos de cada

amostra conforme exige a regulamentação.

Os blocos foram pesados em laboratório e foram efectuadas medições da área que seria

colocada em contacto com a água. Consequentemente foram colocados em estufa a 70º±5º, e

retirados a tempos diferentes, até atingirem massa constante seca (variação de massa inferior a

0,1%).

De seguida, foram colocados numa tina de água de forma a ficarem imergidos apenas 5

mm da sua altura. Sobre a tina foi colocado um plástico fixado em todo o seu perímetro a fim de

impossibilitar a evaporação de água da mesma. Após 10 minutos foi efectuada uma pesagem de

acordo com a norma, a que se seguiram outras para verificar a evolução da absorção por

capilaridade, quer em peso, quer em altura de ascensão da água pelo bloco.

Foi ainda determinada a absorção de água por capilaridade segundo os métodos

descritos na Regulamentação Francesa [2, 3]. De acordo com este documento a absorção

máxima de água por capilaridade não deverá ser superior a 30 gr/cm2.min0.5 após 10 minutos

submersos em água.



De acordo com Oliveira [68], considera-se que uma aderência entre os blocos e a

argamassa é razoável para valores de absorção de água por capilaridade entre 0,5 e 1,5

kg/m2.min e é boa para valores entre 0,8 e 1,2 kg/m2.min.

3.2.1.9. Resistência à compressão dos blocos.

Para determinação da resistência à compressão dos blocos foi seguida o Projecto de

Norma PrEN 772-1: Methods of test for masonary units. Part 1: Determination of compressive

strength [20]. Este documento especifica que a determinação da resistência à compressão da

amostra seja feita em dez blocos desde que a variação de resultados seja inferior a 15 %. Caso

esta condição não se verifique, podem considerar-se um número de blocos inferior, mas nunca

menos de seis blocos, sob pena de se anular a amostra. Na determinação da resistência à

compressão da amostra foi feito um tratamento estatístico excluindo os valores de resistência dos

blocos com um desvio relativo dos valores médios de ± 15%. Após esta redução do número de

elementos da amostra de acordo com a condição estabelecida, era efectuado o cálculo do valor

médio da resistência dos blocos, garantindo sempre um mínimo de seis conforme especificação

da regulamentação aplicável. Por isso na apresentação de valores não constam necessariamente a

resistência de dez blocos por amostra.

Os blocos foram ensaiados na posição natural de assentamento e com uma idade

aproximada de 28 dias após a sua recepção no laboratório (28 dias ± 2 dias). Para realizar o

ensaio dos blocos na prensa, foram utilizadas borrachas de neoprene com 8 mm de espessura em

ambas as faces para que a distribuição da carga fosse o mais uniforme possível em toda a área de

carga.

Para o cálculo dos valores médios de cada amostra da tensão de rotura fb’, foi efectuado

o quociente entre a carga de compressão e a área de bloco carregada, determinada para cada

bloco a partir das suas dimensões. De acordo com a norma, os valores obtidos deverão ser

rectificados através do factor de forma, a fim de obter a resistência normalizada, fb, por amostra.




De acordo com diversos documentos [4, 6, 9, 10, 27, 68, 81] apresenta-se no Quadro 3.5

os valores mínimos da resistência média ou característica a exigir para os blocos a utilizar em

alvenaria estrutural, bem como valores mínimos individuais para a resistência e o número

mínimo de blocos a ensaiar.

Importa referir que as diferenças de valores apresentados justificam-se pelos diferentes

tipos de técnica de ensaio que cada documento especifica e das respectivas condições.

Quadro 3.5 – Resistência à compressão dos blocos segundo diferentes normas.

Resistência à compressão (MPa) Norma

n.º blocos a

ensaiar Média Característica Mínima

NF P 14-301 8 -

Blocos maciços e perfurados, em

função de classes: ≥8; ≥12; ≥16.

Blocos vazados, em função de

classes: ≥4; ≥6; ≥8

80% da tensão característica

BS 6073 10 ≥2.8 - 80% da tensão média

ASTM C90 3 Tipo N: ≥6.9

Tipo S: ≥4.8 -

Tipo N: ≥5.5

Tipo S: ≥4.1

Publ. 94 - CIB ≥10

2.5 (4.0 para zonas sísmicas);

6.5; 10.0; 13.0; 20.0; 26.5; 40.0;

53.0; 80.0

2.0 (4.0 para zonas sísmicas);

5.0; 7.5; 10.0; 15.0; 20.0; 30.0;

40.0; 60.0

-

Pelos ensaios realizados por Smith e Andres [80] em blocos de betão normal os

resultados obtidos variaram entre 8,3 MPa e 12,4 MPa.

3.2.2. Análise de blocos produzidos pela Empresa A.

3.2.2.1. Caracterização da empresa e sua produção.



Neste Sub-capítulo pretende-se efectuar uma breve caracterização da empresa e da sua

produção, apresentando-se no Anexo I uma descrição mais pormenorizada da empresa, da

tipologia, composição e concepção dos elementos de betão e do controle de qualidade no

processo de fabrico.

A produção da empresa assenta essencialmente em blocos de betão corrente de

diferentes dimensões para aplicação em paredes de alvenaria.

A instalação fabril tem no total 43000 m2, sendo a produção feita numa área coberta de

4600 m2 e o armazenamento repartido pela área restante de 38400 m2 (área aproximadas: coberta

de 5400 m2 e não coberta de 33000 m2). A capacidade de produção média é de 15000 blocos por

turno de trabalho de 8 horas.

No decorrer de todo o processo de fabricação trabalham 7 funcionários, existindo outros

três com funções diversas. A empresa possui ainda no seu quadro um Engenheiro Civil e um

Engenheiro Técnico Civil, para além dos técnicos de manutenção de todo o equipamento e de

reparação dos mesmos em caso de avaria, nomeadamente, um Engenheiro Electrotécnico e um

Engenheiro Mecânico.

A produção é feita através de uma linha de produção automatizada, controlada nas suas

diferentes fases por um computador central localizado numa cabina de comandos (ver Figura I.1

do Anexo I). A cura dos blocos é assegurada em duas fases, a primeira em câmara de cura e a

segunda ao ar livre por um período de aproximadamente 14 dias. Após esse período, os blocos

estão em condições de ser comercializados.

Apesar de no Anexo I se encontrar a descrição do processo de fabrico, da produção dos

diferentes tipos de elementos e da composição utilizada, é interessante notar que a amassadura

do betão é feita pelo grupo hidráulico, com capacidade de 1250 litros e que o tempo de mistura

após a introdução de água é aproximadamente 60 segundos, sendo este tempo pré-definido e

accionado automaticamente.




No Quadro 3.6 sintetiza-se a composição utilizada na mistura do betão utilizado para a

produção de blocos, estabelecida para 1 m3 de agregados, de acordo com o volume de betão

obtido por amassadura.

Quadro 3.6 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa A.

Agregados Composição de betão por

amassadura (1 m3 de agregados)

Cimento 32.5kg, Tipo II 130 litros

Areia fina: φmáx. ≤ 3 mm 680 litros

Brita fina n.º 1: φmáx. ≤ 10 mm 320 litros

Nota: o valor de φmáx. representa a dimensão máxima do agregado.

A empresa não dispõe de valores aproximados da resistência à compressão dos blocos.

3.2.2.2. Recepção das amostras.

Muito embora a empresa tenha vários tipos de elementos em produção, foi escolhido o

bloco de espessura de 20 cm uma vez que estes blocos têm a possibilidade de serem estudados,

quer quanto ao doseamento de agregados que o compõem com vista à melhoria da sua resistência

mecânica, quer quanto à sua adaptação geométrica com o objectivo de torná-lo possível de ser

aplicado em estruturas de alvenaria resistente com preenchimento, ou não, dos vazados com

microbetão e armaduras. Os blocos de menor espessura poderão também ter óptimas

características resistentes mas a limitação das suas dimensões impede que sejam feitas alterações

na geometria de forma a garantirem as dimensões mínimas de acordo com a regulamentação para

serem utilizados em alvenaria resistente.

Foram recolhidas 15 amostras de número de blocos variável e de forma aleatória das

paletes armazenadas, em datas diferentes. Algumas das amostras foram utilizadas para analisar

outras características nos blocos.

Em todas as amostras foram asseguradas as mesmas condições de fabrico:

- Todos os agregados tinham a mesma origem;

- A composição do betão para fabrico foi sempre a referida no Quadro 3.6;



- O processo de transporte de agregados, o tempo de amassadura, a moldagem dos blocos

e o tempo de moldagem, de vibração e o processo e o tempo de cura foram sempre

características verificadas de forma a serem mantidas iguais em todas as recolhas.

3.2.2.3. Caracterização dos blocos em fábrica.

- Consistência do betão.

Na recolha das primeiras nove amostras foram feitas recolhas de betão após a mistura de

forma a efectuar uma análise do ensaio de slump. Uma vez que o acesso ao betão da misturadora

não era possível, adoptou-se por desmoldar alguns blocos recém moldados de massa fresca, com

o objectivo efectuar pesagens da massa que formava cada bloco e com ela realizar o ensaio de

abaixamento.

Os resultados obtidos resumem-se no Quadro 3.7, podendo afirmar-se que são nulos, ou

seja, que o betão utilizado pode ser classificado como betão terra-húmida.

A utilização de outro meio de compactação do betão e de outro método de medição da

trabalhabilidade permitiria uma classificação mais rigorosa. No entanto, tal não foi possível

devido às condições de trabalho na empresa e ao necessário transporte do equipamento.

- Massa fresca e massa após cura dos blocos.

Para recolher uma maior informação do betão utilizado na produção dos blocos,

procurou-se saber qual a sua massa assim que eram moldados, ou seja, antes de serem

transportados para a primeira fase de cura. Para isso, a semelhança do processo feito para a

medição do ensaio de abaixamento, adoptou-se por desmoldar alguns blocos recém moldados de

massa fresca, com o objectivo efectuar pesagens da massa que formava cada bloco.

Correctamente, a medição da massa dos blocos deveria ser feita através de uma pesagem prévia

do molde e seguidamente uma pesagem do molde+bloco após a betonagem. A massa do bloco

fresco seria dada pela diferença entre as leituras. Este procedimento não foi utilizado, uma vez




que os moldes estão acopulados à linha de produção não sendo possível serem retirados. Por

outro lado, a moldagem é feita através da prensa compactadora constituída por um molde

macho-fêmea.

De igual modo procurou registar-se os valores da massa dos blocos na mesma

amassadura após a primeira fase de cura a fim de se obter a correspondente massa volúmica do

betão constituinte dos blocos.

Foi obtida ainda a mesma relação tendo em conta a massa dos blocos de cada amostra

após a segunda cura (massa aos 14 dias). Foram ainda feitas pesagens em blocos de geometria

diferente mas da mesma tipologia, designados na apresentação de valores como “Bloco com

septo” (Quadro 3.7). Estes blocos são produzidos com a finalidade de poderem ser divididos ao

meio para formarem meios blocos.

Quadro 3.7 – Resultados do ensaio de abaixamento e massa fresca do betão utilizado nos blocos da Empresa A.

1. Fábrica 2. Blocos 3. Blocos com septoamostra nº massa* slump * nº

nº elem. (Kg) (cm) pós cura aos 14 dias elem. pós cura aos 14 dias1 8 17.50 0.00 18.40 17.90 4 19.70 19.12 7 17.90 0.50 18.30 17.60 3 20.10 19.83 6 18.35 0.60 18.60 18.10 3 19.80 19.34 4 18.30 1.00 18.50 17.90 2 20.60 19.55 6 18.85 0.00 19.10 18.506 5 18.80 0.00 18.50 17.907 3 18.40 0.80 18.40 17.708 3 18.40 0.50 18.60 18.209 3 18.40 0.00 19.10 18.5010 4 18.60 18.3011 3 18.60 17.9012 6 18.50 17.9013 3 18.50 17.9014 4 18.40 17.7015 4 18.40 17.30

18.32 0.38 18.57 17.95 20.05 19.411.33% -3.30% -3.18%

* - valores determinados no betão dos blocos frescos que foram desmoldados após fabrico.

massa (Kg) massa (Kg)

3.2.2.4. Caracterização dos blocos em laboratório.



- Características dos constituintes do betão dos blocos: análise granulométrica, massa volúmica

dos agregados e características do cimento.

Para garantir que o betão produzido para as várias amostras colhidas era sempre o

mesmo deveria garantir-se que ele era composto sempre pelos mesmos agregados da mesma

proveniência. Para isso realizaram-se recolhas de amostras da areia e da brita utilizadas na

produção dos blocos que compunham as várias amostras. Verificou-se que para todas amostras

de blocos os agregados utilizados permitiam uma análise granulométrica semelhante. Por isso

apresenta-se na Figura 3.1 apenas um conjunto de valores representativo das amostras

recolhidas.

Peneiros areia brita fina mistura

mm % Passados % Passados (%)

76.200 100.0 100.0 100.0

50.800 100.0 100.0 100.0

38.100 100.0 100.0 100.0

25.400 100.0 100.0 100.0

19.100 100.0 100.0 100.0

12.700 100.0 100.0 100.0

9.520 100.0 100.0 100.0

4.760 99.4 49.4 67.1

2.380 98.4 2.5 36.4

1.190 96.1 1.1 34.7

0.590 90.2 0.0 31.8

0.297 76.6 0.0 27.0

0.149 5.0 0.0 1.8

0.074 0.4 0.0 0.2

0.4 0.0 0.0

Depósito 0.0 0.0 100.0

mod. Finura 1.34 5.47 4.01

Curvas granulométricas

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.07

0.15 0.3

0.59

1.19

2.38

4.76

9.52

12.7

19.1

25.4

38.1

50.8

76.2

Dimensões das malhas dos peneiros (mm)

pass

ados

(%)

areia

brita fina

mistura

Figura 3.1 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados pela Empresa A.

A massa volúmica absoluta e as características dos constituintes do betão dos blocos

resumem no Quadro 3.8.

Quadro 3.8 – Características dos constituintes do betão utilizado nos blocos da Empresa A.




cimento Secil II 32.5 3150Areia fina Figueira da Foz fina - 2580

Brita Pombal fina - 2675

M. volúmica (Kg/m3)origem tipo classe

- Dimensões dos blocos.

Para as amostras recolhidas foram efectuadas medições de acordo com as normas

referidas em 3.2.1.5. Na figura 3.2 resumem-se os valores médios dos valores obtidos nas várias

amostras.

lu = 49.6 cm

a,lu = 1.73 cm

a,wu = 1.73 cm

eu = 14.6 cm

wu = 19.7 cm

hu = 19.8 cm

Figura 3.2 – Valores médios das dimensões do bloco da Empresa A (perspectiva).

- Percentagem de furação.

A percentagem de furação representa a relação entre a área de furos e a área total da

face de assentamento, perpendicular aos furos, ou entre o volume de vazados e o volume

aparente do bloco.

Com o objectivo de calcular a percentagem de furação de todas as amostras foi

efectuado o estudo em vários blocos.

Esse valor foi obtido por dois processos. No primeiro utilizou-se um cálculo

matemático, tendo em conta as medições efectuadas em cada bloco. Assim, em função das



dimensões dos blocos, calculou-se o volume aparente e o volume de orifícios. A percentagem de

furação é calculada pelo quociente entre os dois valores.

No segundo processo foi seguida a norma prEN 772-2 [24], onde o cálculo foi feito

tendo em conta o volume de areia graduada necessária para preencher o volume de orifícios. Foi

seguido o procedimento referido naquele documento, em que, fechando-se os furos existentes,

por uma das faces de apoio. A partir da outra face de apoio, realiza-se o enchimento dos orifícios

com areia graduada, sem compactar, até um nível acima da face do bloco. Regulariza-se a face

superior, efectuando o aproveitamento da areia transbordante e contabiliza-se o volume de areia

utilizada. A percentagem de furação é calculada pelo quociente entre o volume de areia

necessário e o volume aparente do bloco.

Interessa referir que em ambos os processos o cálculo é feito pela medição do volume

de orifícios e não pelo volume de vazios, já que no bloco existem orifícios nos quais não se dá o

preenchimento com areia devido ao seu isolamento interno.

No Quadro 3.9 constam os valores obtidos pelos dois processos.

Quadro 3.9 – Percentagem de furação dos blocos da Empresa A.

1. Percentagem de furação (dimensões) 2. Percentagem de furação (volume areia)amostra nº % %

nº elem. de orifícios aparente de furação de areia aparente de furação1 8 10043 19481 51.6% 10150 19481 52.1%2 7 9829 19114 51.4% 9975 19114 52.2%3 6 9968 19284 51.7% 10030 19284 52.0%4 4 10010 19374 51.7% 10110 19374 52.2%5 6 10017 19342 51.8% 10020 19342 51.8%6 5 10003 19347 51.7% 9800 19347 50.7%

9978 19324 51.6% 10014 19324 51.8%

volume (cm3)

média

volume (cm3)

O valor médio obtido para a percentagem de furação é de 51,7 %.

- Massa volúmica dos blocos.

A massa volúmica dos blocos foi determinada tendo em conta o volume de areia

utilizada para preenchimento dos orifícios. O volume de betão utilizado nos blocos é dado pela




diferença do volume aparente subtraído do volume de orifícios (igual ao volume de areia

utilizado no seu preenchimento). O quociente entre a massa do bloco e o volume obtido permite

o cálculo da massa volúmica. No Quadro 3.10 apresentam-se os valores da massa volúmica após

a cura em estufa e após a cura resultante no período de armazenamento.

Quadro 3.10 – Massa volúmica dos blocos da Empresa A.

1. Massa volúmica pós cura 2. Massa volúmica aos 14 diasamostra nº massa volume massa volume

nº elem. (kg) (cm3) (kg) (cm3)1 8 18.40 9331 17.90 93312 7 18.30 9139 17.60 91393 6 18.60 9254 18.10 92544 4 18.50 9264 17.90 92645 6 19.10 9322 18.50 93226 5 18.50 9547 17.90 9547

média

1932198518751932

19381995

2002201019972049

1972(Kg/m3)

massa volumicamassa volumica(Kg/m3)

191819261956

Para uma informação mais exaustiva deveria ter sido possível determinar a massa

volúmica do betão constituinte dos blocos de cada amostra, mas tal não foi feito devido à

dificuldade de conseguir retirar betão da misturadora e devido ao facto de em laboratório não se

conseguir simular um grau de vibração e de compactação igual ou semelhante ao utilizado pela

prensa da linha de produção.

- Absorção de água por imersão dos blocos.

Para determinação deste parâmetro foi seguido o processo apresentado em 3.2.1.7 e no

Quadro 3.11 resumem-se as leituras no tempo da massa dos blocos e os cálculos efectuados.

Quadro 3.11 – Absorção de água por imersão dos blocos da Empresa A.



1. Secagem (leituras) 2. Absorção (leituras)amostra nº

nº elem. 0 h - mi 12 horas 1 dia 2dias - md 1 hora 3 horas 1 dia - ms 4 dias 7 dias1 8 17.9 17.1 17.1 17.1 18.3 18.4 18.4 18.4 18.42 7 17.6 16.8 16.8 16.7 17.9 17.9 17.9 17.9 17.93 6 18.1 17.3 17.2 17.2 18.6 18.6 18.6 18.6 18.54 4 17.9 17.1 17.1 17.1 18.3 18.3 18.3 18.3 18.35 6 18.5 17.7 17.6 17.6 18.9 18.9 19.0 19.0 18.96 5 17.9 17.1 17.0 17.0 18.2 18.2 18.2 18.2 18.2

18.0 17.2 17.1 17.1 18.4 18.4 18.4 18.4 18.4

amostra nºnº elem.1 82 73 64 45 66 5

em que:mi - massa inicial do provete, em Kg.md - massa do provete seco em estufa de acordo com as normas, em Kg.ms - massa do provete após imersão em água de acordo com as normas, em Kg.V - volume de betão que constitui o provete, em m3.

média

(Kg/m3)(ms-md)/V

5.2%

5.3%5.0%4.9%5.1%

(mi-md)/mdAbsorção de água por imersão

(ms-md)/md

massa em Kg, após

teor em água em relação à massa seca

7.4%6.9%

4.7%

(%) (%)

7.7%126.9142.6132.87.2%

massa em Kg, após

145.9127.8

136.1

7.7%7.2%

5.0% 7.4% 135.4média

- Absorção de água por capilaridade dos blocos.

Para determinação deste parâmetro foi seguido o processo apresentado em 3.2.1.8. No

Quadro 3.12 apresentam-se os valores das leituras obtidos, necessários para utilização das

expressões apresentadas nos documentos referenciados na determinação desta característica dos

blocos, e os correspondentes resultados.

Quadro 3.12 – Absorção de água por capilaridade dos blocos da Empresa A.





nº elem. 0 h - mi 12 horas 1 dia 2dias - md 30 min 60 min 180 min7 3 17.7 17.6 17.5 17.5 17.6 17.6 17.78 3 18.2 17.9 17.9 17.8 17.9 17.9 18.09 3 18.5 18.2 18.2 18.2 18.3 18.4 18.4

18.1 17.9 17.8 17.8 17.9 18.0 18.0

Área imersa Absorção de água por capilaridade (C)amostra nº A

nº elem. (cm2)7 3 359.18 3 358.69 3 355.8

357.8

em que:mi - massa inicial do provete, em Kg.md - massa do provete seco em estufa de acordo com as normas, em Kg.m1 - massa do provete após imersão de 5 mm da sua altura em água de acordo com as normas, em Kg.A - área da face do provete em contacto com a àgua durante a imersão, em cm2.t - tempo de imersão do provete, em minutos.

média

média0.4%0.2

3.52.67.1

(m1-md)/10/A/t100*(m1-md)/A/t^0.5 31.6*(m1-md)/A (m1-md)/md

2.6

(g/cm^2.min^0.5) (%)

0.10.1

0.2%0.2%

7.1

(g/cm^2.min) (g/cm^2)

massa em Kg, após massa em Kg, após10 min - m1

3.5

4.4 0.1 4.4 0.3%

18.317.9

17.517.8

- Resistência à compressão dos blocos.

A determinação da tensão de rotura à compressão dos blocos foi efectuada em 19 blocos

obtidos em três amostras.

No Quadro 3.13 resumem-se apenas os valores médios obtidos nos ensaios dos blocos

das várias amostras, fb’, e a média das amostras. Apresenta-se ainda os valores da massa

volúmica média para cada amostra apenas dos blocos ensaiados. Naturalmente estes valores

médios deverão ser iguais aos determinados na determinação da massa volúmica dos blocos.

Quadro 3.13 – Resistência média à compressão dos blocos da Empresa A.



massa vol. Aparente % furação Carga de compressão

resistência à compressão Densidade

(Kg) (cm3) (%) (tf) fb' (MPa) (Kg/m3)1 6 17.9 19480.7 52.1% 32.10 3.2 19182 7 17.6 19113.8 52.2% 31.48 3.2 19263 6 18.1 19284.0 52.0% 35.00 3.5 1956

média 3.3 1933

amostra nº nº de elementos

No Quadro 3.14 apresenta-se a rectificação dos valores médios da resistência à

compressão fb’, através do factor de forma e os resultados obtidos da tensão de rotura

normalizada, fb.

Quadro 3.14 – Resistência à compressão normalizada dos blocos da Empresa A.

Factor de forma

δ mínima média mínima média1 6 50*20*20 1.15 2.9 3.2 3.3 3.72 7 50*20*20 1.15 2.7 3.2 3.1 3.63 6 50*20*20 1.15 3.1 3.5 3.6 4.0

média 2.9 3.3 3.4 3.8

amostra nº nº de elementos GEOMETRIAresistência à compressão fb' (MPa) resist. comp. normalizada fb (MPa)

3.2.3. Análise de blocos produzidos pela Empresa B.

3.2.3.1. Caracterização da empresa e sua produção.

Neste Sub-capítulo pretende-se efectuar uma breve caracterização da empresa e da sua

produção, apresentando-se no Anexo I uma descrição pormenorizada da empresa, da tipologia,

composição e concepção dos blocos de betão e do controle de qualidade no processo de fabrico.

A empresa, para além dos blocos de betão de diferente geometria, produz ainda blocos

térmicos e outros artefactos de betão destinados a obras de pavimentação, obras hidráulicas e




execução de muros e revestimentos. Por encomenda, a empresa pode ainda produzir blocos de

betão de geometria específica, “Blocos Blindo”, destinados à execução de paredes com funções

resistentes.

A análise dos blocos desta empresa foi feita sobre este tipo de blocos, de igual

configuração à utilizada para os blocos de betão de alvenaria armada. Refira-se que, apesar

destes blocos serem feitos apenas por encomenda, o seu processo de fabrico é igual ao processo

utilizado para os blocos de betão correntes, variando apenas no tipo de molde utilizado.

A linha de produção utilizada é semelhante à utilizada pela Empresa A, apresentada em

3.2.2.1, ou seja, automatizada e controlada através de um computador central. Também o

processo de cura dos blocos é feito de forma idêntica.

A empresa tem no total 90000 m2, repartidos por duas fábricas, sendo a produção feita

numa área coberta com 3000 m2 e o armazenamento efectuado em área total de 30000m2. A

restante área é utilizada na produção de outros elementos. A capacidade de produção média é de

11000 blocos por turno de trabalho de 8 horas.

Actualmente, ligados à produção de blocos trabalham 8 funcionários. Para além destes,

a empresa tem ainda mais 16 funcionários distribuídos na execução de tarefas destinadas à

produção de outros elementos e de tarefas relacionadas com a Administração. A empresa possui

ainda no seu quadro um Engenheiro Civil, um Engenheiro Técnico Civil e um Engenheiro

Mecânico.

De acordo com as informações cedidas pelos responsáveis da empresa a composição

relativa à mistura do betão utilizado para a produção de blocos é a apresentada no Quadro 3.15

sendo estabelecida para 1 m3 de agregados, à saída do balde doseador, e correspondente a uma

amassadura.

Quadro 3.15 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa B.





Cimento 155 litros




A empresa não dispõe de valores aproximados da resistência à compressão dos blocos.

3.2.3.2. Recepção das amostras.

Em 3.2.3.1 foi referido que a empresa produz blocos específicos e de geometria

semelhante aos blocos utilizados em alvenaria estrutural em diferentes países. A análise

efectuada foi feita sobre estes blocos, designados de “Blindo 50*20*20 normal”, uma vez que

reúnem as características necessárias quanto ao aspecto físico e possuem a configuração

geométrica desejada, quer para os objectivos traçados para este trabalho, quer para futuros

trabalhos.

A recolha de blocos foi feita, em número não constante, de forma aleatória em paletes

armazenadas. Refira-se que as paletes estavam armazenadas a um tempo superior a três meses,

uma vez que, a produção dos blocos tinha sido feita após uma encomenda. Por isso, nestes

blocos, não foram feitas análises quanto à consistência do betão e quanto à massa fresca do betão

utilizado para a produção dos blocos.

De acordo com informações obtidas junto dos responsáveis pela produção, foram

mantidas as condições de fabrico, desde a utilização de agregados com a mesma origem em

todas as amassaduras e da mesma composição do betão, até ao processo de fabrico.

3.2.3.3. Caracterização dos blocos em fábrica.





Não foi feita recolha da massa fresca recém moldada do betão utilizado nos blocos em

análise, uma vez que a sua produção fora feita em período antecedente à data do fornecimento.

- Massa fresca e massa após cura dos blocos.

Apesar de não ter sido analisada a massa fresca, foram registados os valores das massas

dos blocos, durante a recolha das amostras. Estes valores apresentam-se com a designação de

“massa após 14 dias”, em virtude de ser o período médio normal de comercialização dos blocos

após a cura em estufa, de acordo com as informações obtidas. No entanto, as leituras das massas

dos blocos referem-se a um período muito superior, suficiente par aqueles terem ganho a

totalidade da resistência.

Foram ainda efectuadas pesagens em blocos de geometria diferente mas da mesma

tipologia, designados na apresentação de valores como “blocos com septo”. Estes são blocos

produzidos com a finalidade de poderem ser divididos ao meio para formarem meios blocos. Os

resultados das pesagens efectuadas apresentam-se no Quadro 3.16. Quadro 3.16 – Resultados da massa dos blocos da Empresa B.

1. Fábrica 2. Blocos 3. Blocos com septoamostra nº massa* slump * nº

nº elem. (Kg) (cm) pós cura aos 14 dias elem. pós cura aos 14 dias1 9 - - - 18.75 4 - 19.72 8 - - - 18.94 3 - 20.13 6 - - - 18.86 3 - 20.64 6 - - - 18.84 2 - 20.25 6 - - - 18.98 3 - 20.4

7 3 - - - 18.758 3 - - - 18.759 3 - - - 19.0010 4 - - - 18.78

18.85 20.17

* - estes valores não se apresentam em virtude de não ter sido feita análise em fábrica dos elementos em fresco.

massa (Kg)massa (Kg)

Com base nos resultados não foi possível estabelecer uma relação da massa fresca com

a massa dos blocos após as fases de cura.



3.2.3.4. Caracterização dos blocos em laboratório.

- Características dos constituintes do betão dos blocos: análise granulométrica, massa volúmica


Com o objectivo de recolher informação sobre os agregados utilizados na mistura para a

produção dos blocos, foram feitas recolhas de amostras de areia e de brita utilizadas. Esta recolha

foi feita para garantir a constância dos agregados utilizados na mistura do betão, conforme

afirmado previamente pelo responsável da produção, para os blocos em estudo e para os blocos

resultantes da produção actual. Na Figura 3.3 apresenta-se a análise granulométrica efectuada:



76.200 100.0 100.0 100.0

50.800 100.0 100.0 100.0

38.100 100.0 100.0 100.0

25.400 100.0 100.0 100.0

19.100 100.0 100.0 100.0

12.700 100.0 100.0 100.0

9.520 99.8 100.0 99.9

4.760 95.5 77.6 84.0

2.380 71.6 9.1 31.2

1.190 51.2 3.0 20.0

0.590 35.7 1.8 13.8

0.297 22.7 1.6 9.0

0.149 2.1 0.6 1.1

0.074 0.3 0.1 0.1

0.3 0.1 0.0

Depósito 0.0 0.0 100.0

mod. Finura 3.21 5.06 4.41


0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.07

0.15 0.3

0.59

1.19

2.38

4.76

9.52

12.7

19.1

25.4

38.1

50.8

76.2


pass

ados

(%)

areia

brita fina

mistura

Figura 3.3 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados pela Empresa B.

A massa volúmica absoluta e as características dos constituintes do betão dos blocos

resumem-se no Quadro 3.17.

Quadro 3.17 – Características dos constituintes do betão utilizado nos blocos da Empresa B.

cimento Secil II 42.5 3150Areia Pombal fina - 2610Brita Pombal fina - 2670

origem tipo classe M. volúmica (Kg/m3)




- Dimensões dos blocos.

Para as amostras recolhidas foram efectuadas medições de acordo com as normas

aplicáveis referidas em 3.2.1.5. Na Figura 3.4 resumem-se os valores médios dos valores obtidos

nas várias amostras.

lu = 49.4 cm

a,wu = 2.64 cm

eu = 13.2 cm

wu = 19.8 cm

hu = 20.2 cm

a,lu1 = 2.53 cm a,lu2 = 2.62 cm

a,lu1= 2.53 cm a,lu2= 2.62 cm a,lu1= 2.53 cm

a,lu1inf = 4.54 cm a,lu2inf = 6.34 cm a,lu1inf = 4.54 cm

lu = 49.4 cm

Figura 3.4 – Valores médios das dimensões do bloco da Empresa B (perspectiva e corte longitudinal).

- Percentagem de furação.



À semelhança do processo utilizado para os blocos fornecidos pela Empresa A, foi feita

a determinação da percentagem de furação em vários blocos de cada amostra.

A percentagem de furação dos blocos foi obtida por três processos:

- Cálculo matemático tendo em conta as medições efectuadas em cada bloco. Assim, em

função das dimensões dos blocos, calculou-se o volume aparente e o volume de

orifícios. A percentagem de furação é calculada pelo quociente entre os dois valores.

- De acordo com a norma prEN 772-2 [24], o cálculo foi feito tendo em conta o volume

de areia graduada necessária para preencher o volume de orifícios. A percentagem de

furação é calculada pelo quociente entre o volume de areia necessário e o volume

aparente do bloco.

- Aproveitando o volume de areia utilizada no anterior processo, foi feita a pesagem da

sua massa e a pesagem do conjunto bloco e areia utilizada. A percentagem de furação é

calculada pelo quociente entre os valores obtidos.

Interessa referir que nos dois primeiros processos, o cálculo foi feito pela medição do

volume de orifícios e não pelo volume de vazios, já que no bloco existem orifícios internos e

isolados do exterior que não são preenchidos com areia.

No Quadro 3.18 constam os valores obtidos pelos referidos processos.

Quadro 3.18 – Percentagem de furação dos blocos da Empresa B.




1. Percentagem de furação (dimensões) 2. Percentagem de furação (volume de areia)amostra nº % %

nº elem. de orifícios aparente de furação de areia aparente de furação1 9 10464 20009 52.3% 10261 20009 51.3%2 8 10460 19830 52.7% 10028 19830 50.6%3 6 10366 19906 52.1% 10034 19906 50.4%4 6 10429 19997 52.2% 10296 19997 51.5%5 6 10306 19677 52.4% 10233 19677 52.0%

10405 19884 52.3% 10170 19884 51.2%

3. Percentagem de furação (massa de areia)amostra nº %

nº elem. de areia do bloco de furação1 9 19.3 18.8 50.7%2 8 19.0 18.9 50.1%3 6 19.1 18.9 50.3%4 6 19.3 18.8 50.5%5 6 19.0 19.0 50.0%

19.1 18.9 50.3%

volume (cm3) volume (cm3)

média

massa (Kg)

média

Do estudo da percentagem de furação obtém-se o valor de 51,75 %. Este valor resulta

da média dos dois valores médios resultantes dos dois primeiros métodos, a fim de, permitir uma

comparação com a percentagem de furação dos blocos fornecidos pela Empresa A. O terceiro

método utilizado serviu apenas para confirmar a ordem de grandeza do valor obtido.

- Massa volúmica dos blocos.

A massa volúmica dos blocos foi determinada de forma idêntica à utilizada na análise

dos blocos da Empresa A, ou seja, determinando o quociente entre a massa do bloco e a

diferença entre o volume aparente e o volume de areia utilizada para preenchimento dos

orifícios. Apresentam-se os resultados no Quadro 3.19. Quadro 3.19 – Massa volúmica dos blocos da Empresa B.

1. Massa volúmica pós cura 2. Massa volúmica aos 14 diasamostra nº massa volume massa volume

nº elem. (kg) (cm3) (kg) (cm3)1 9 - 9748 18.75 97482 8 - 9802 18.94 98023 6 - 9872 18.86 98724 6 - 9701 18.84 97015 6 - 9444 18.98 9444

--

(Kg/m3)

---

massa volumica(Kg/m3)

20101944

1923193219111942

massa volumica



A determinação da massa volúmica do betão constituinte dos blocos de cada amostra

não foi efectuada por dois motivos:

- A produção dos blocos em análise foi feita muito antes da data do seu fornecimento

para análise em laboratório;

- A dificuldade de conseguir retirar betão da misturadora e o facto de em laboratório não

conseguir produzir a vibração e compactação igual ou semelhante à utilizada pela

prensa da linha de produção.

- Absorção de água por imersão dos blocos.

Para a determinação deste parâmetro foi seguido o processo apresentado em 3.2.1.7. No

Quadro 3.20 resumem-se as leituras no tempo da massa dos blocos e os cálculos efectuados.

Quadro 3.20 – Absorção de água por imersão dos blocos da Empresa B.


nº elem. 0 h - mi 12 horas 1 dia - md 2dias 1 hora 3 horas 1 dia - ms 2 dias 7 dias1 9 18.8 18.8 18.8 18.8 19.3 19.3 19.3 19.3 19.32 8 18.9 18.9 18.9 18.9 19.4 19.4 19.4 19.4 19.43 6 18.9 18.9 18.9 18.9 19.4 19.4 19.4 19.5 19.54 6 18.8 18.8 18.8 18.8 19.1 19.1 19.2 19.2 19.25 6 19.0 19.0 19.0 19.0 19.3 19.3 19.3 19.4 19.4

18.9 18.9 18.9 18.9 19.3 19.3 19.3 19.4 19.4

amostra nºnº elem.1 92 83 64 65 6

em que:mi - massa inicial do provete, em Kg.md - massa do provete seco em estufa de acordo com as normas, em Kg.ms - massa do provete após imersão em água de acordo com as normas, em Kg.V - volume de betão que constitui o provete, em m3.

2.3%

massa em Kg, após

45.21.6%

Absorção de água por imersão

(%)

3.0%2.4%

56.9

55.72.9%35.71.8%

massa em Kg, após

31.4

(Kg/m3)(ms-md)/md (ms-md)/V

46.5

teor em água em relação à massa seca(mi-md)/md

(%)

0.0%

0.0%

0.0%0.0%0.0%0.0%




- Absorção de água por capilaridade dos blocos.

Para a determinação deste parâmetro foi seguido o processo apresentado em 3.2.1.8.

No Quadro 3.21 apresentam-se os valores das leituras obtidos, necessários para

utilização das expressões apresentadas nos documentos aplicáveis na determinação desta

característica dos blocos, e os respectivos resultados.

Quadro 3.21 – Absorção de água por capilaridade dos blocos da Empresa B.


nº elem. 0 h - mi 12 horas 1 dia 2dias - md 30 min 60 min 180 min7 3 18.8 19.1 19.1 19.1 19.2 19.2 19.28 3 18.8 18.9 18.9 18.9 19.0 19.0 19.09 3 19.0 18.9 18.9 18.9 18.9 18.9 18.9

18.8 18.9 18.9 18.9 19.0 19.0 19.0

Área imersa Absorção de água por capilaridade (C)amostra nº A

nº elem. (cm2)7 3 374.08 3 374.29 3 378.9

375.7

em que:mi - massa inicial do provete, em Kg.md - massa do provete seco em estufa de acordo com as normas, em Kg.m1 - massa do provete após imersão de 5 mm da sua altura em água de acordo com as normas, em Kg.A - área da face do provete em contacto com a àgua durante a imersão, em cm2.t - tempo de imersão do provete, em minutos.

19.119.018.919.0

4.2 0.1

0.1

4.2 0.3%4.2

(g/cm^2.min) (g/cm^2)

massa em Kg, após massa em Kg, após10 min - m1

4.2

100*(m1-md)/A/t^0.5 (m1-md)/10/A/t 31.6*(m1-md)/A (m1-md)/md

4.2

(g/cm^2.min^0.5) (%)0.1 0.3%

0.3%0.3%0.1

4.24.24.2



- Resistência à compressão dos blocos.

A determinação da tensão de rotura à compressão dos blocos foi efectuada em 33 blocos

seleccionados das cinco amostras.

No Quadro 3.22 resumem-se apenas os valores médios obtidos nos ensaios dos blocos

das várias amostras, fb’, e a média das amostras. Apresentam-se ainda os valores da massa

volúmica média para cada amostra apenas dos blocos ensaiados. Naturalmente estes valores

médios deverão ser iguais aos determinados na determinação da massa volúmica dos blocos.

Quadro 3.22 – Resistência média à compressão dos blocos da Empresa B.

1.resistência à compressão dos elementos


σ rotura de compressão

Densidade

(Kg) (cm3) (%) (tf) fb' (MPa) (Kg/m3)1 7 18.8 20009 51.3% 69.23 6.9 19232 7 18.9 19830 50.6% 75.76 7.6 19323 6 18.9 19906 50.4% 72.15 7.2 19114 7 18.8 19997 51.5% 71.79 7.2 19425 6 19.0 19677 52.0% 83.27 8.5 2010

média 7.5 1944

amostra nº nº de elementos

No Quadro 3.23 apresenta-se a rectificação dos valores médios da resistência à

compressão, fb’, através do factor de forma e os resultados obtidos da tensão de rotura

normalizada, fb.

Quadro 3.23 – Resistência à compressão normalizada dos blocos da Empresa B.

2.resistência à compressão normalizada

Factor de forma

δ mínima média mínima média1 7 50*20*20 1.15 6.0 6.9 6.9 8.02 7 50*20*20 1.15 6.9 7.6 7.9 8.73 6 50*20*20 1.15 6.4 7.2 7.3 8.34 7 50*20*20 1.15 6.1 7.2 7.0 8.35 6 50*20*20 1.15 7.6 8.5 8.7 9.8

média 6.6 7.5 7.6 8.6

amostra nº nº de elementos GEOMETRIAresistência à compressão fb' (MPa) resist. comp. normalizada fb (MPa)




3.3. Avaliação das características das argamassas.

Para a realização dos ensaios dos provetes de alvenaria, foi necessário analisar as

argamassas utilizadas na sua execução.

Para a composição das argamassas foram utilizados os agregados (areia do rio)

existentes no laboratório.

Apesar de apenas interessar para o objectivo do trabalho definir um só tipo de

argamassa, composta por areia do rio e cimento, procurou estudar-se um outro traço volumétrico,

onde na composição da argamassa entrasse a contribuição da cal. Este estudo foi implementado

para se poder executar um único provete de alvenaria composta pelo mesmo tipo de blocos e por

uma outra argamassa que não a normal, a fim de verificar se a alteração de resultados era

significativa. Muito embora um único painel não seja representativo para definir a tensão de

rotura por compressão dos painéis de alvenaria de acordo com a regulamentação, procurou-se

pelo menos obter uma ordem de grandeza na alteração dos valores resistentes da alvenaria

executada com argamassa normal e com argamassa de cal.

Para isso foram feitos estudos iniciais no sentido de procurar obter uma composição

tanto mais idêntica quanto possível à usada habitualmente no assentamento de blocos de betão

ou de barro para a construção de paredes de alvenaria, tendo em conta a análise granulométrica

dos agregados e a tensão de rotura por compressão mínima a garantir. Nesses estudos prévios

foram analisadas argamassas com vários traços volumétricos, tendo sido adoptado um traço para

a argamassa normal (traço1:0:3) e um traço para a argamassa de cal (traço 1:1:3) com o

objectivo de efectuar as referidas comparações no comportamento mecânico dos provetes.

Nos Sub-capítulos seguintes apresentam-se os documentos normativos aplicáveis a

argamassas e os valores obtidos das características das argamassas e dos constituintes utilizados

na sua composição.



3.3.1. Documentos normativos utilizados na análise das argamassas.

Refere-se que algumas características analisadas no estudo dos blocos de betão tem

igual aplicação ao estudo das argamassas, e por isso, quando tal acontece, sugere-se a leitura dos

respectivos pontos apresentados anteriormente.

3.3.1.1. Consistência da composição da argamassa.

O processo medição desta característica foi o mesmo que o utilizado na determinação da

consistência do betão utilizado nos blocos e foi apresentado em 3.2.1.1.

Para além do exposto em 3.2.1.1, Oliveira [68] apresenta valores de consistência para a

argamassa de 230±10 mm, de acordo com a norma Brasileira NBR 8798.

A norma europeia que especifica o método de determinação da consistência em

argamassas é a prEN 1015-3: Methods of test for mortar for masonry. Part 3: Determination of

consistence of fresh mortar (by flow table).


Em 3.2.1.2 apresenta-se a regulamentação seguida para efectuar a análise

granulométrica da areia utilizada na composição das argamassas.

De acordo com Sabbattini [76], pode afirmar-se que a areia que apresenta melhor

potencial de produzir uma argamassa adequada é a que tem uma granulometria contínua e

classificada como média (módulo de finura entre 1,8 e 2,8) e tenha predominância de grãos

arredondados.




3.3.1.3. Massa volúmica dos agregados e da composição.

De acordo com o exposto em 3.2.1.3 a massa volúmica do agregado utilizado na

composição das argamassas deverá situar-se entre 2600 a 2700 kg/m3. No Quadro 3.2 foram

apresentados valores da massa volúmica absoluta e da baridade para os ligantes.

Para definição dos valores e conceito da massa volúmica foram seguidos os elementos

bibliográficos expostos no referido Sub-capítulo.

A massa volúmica da argamassa é definida na PrEN 1015-6: Methods of test for mortar

for masonry. Part 6: Determination of bulk density of fresh mortar [17].

3.3.1.4. Resistência da argamassa.

Na caracterização da resistência da argamassa foram seguidas as condições

especificadas nas pré-normas EN 998-2 [26] e EN 1015-11 [16].

No Quadro 3.24, transcrito do Eurocode 6 e da pré-norma prEN 998-2, as argamassas

utilizadas na construção são classificadas segundo a sua classe de resistência. Este valor deverá

ser determinada para cada argamassa de acordo com a prEN 1015-11.

As argamassas a utilizar em estruturas de alvenaria resistente, armada ou pré-esforçada,

deverão ser da classe M5 ou superior.

Quadro 3.24 – Classes de argamassas de acordo com EC6 e EN 998-2.

Classes de resistência M1 M2.5 M5 M7.5 M10 M12.5 M15 M20 M30

fm (MPa) 1 2.5 5 7.5 10 12.5 15 20 30

No ponto 2.5.3.2 apresentam-se Quadros de classificação das argamassas de acordo com

diferentes normas, identificando-se tipos de argamassa consoante a sua utilização, a sua

resistência à compressão e a sua composição em volume.



Segundo Coutinho [31], a argamassa normal com traço volumétrico 1:0:3 de cimento

portland normal atinge a cerca de 5 dias uma resistência à compressão de 7 MPa e aos 28 dias de

25,8 MPa. O tipo de cimento utilizado influencia a resistência de uma argamassa bem como a

sua retracção e a fissuração associada a este conceito. No Quadro 3.25 apresentado por Coutinho

[31] mostra-se a alteração da resistência de uma argamassa ao traço 1:0:3 consoante o tipo de

cimento utilizado na sua fabricação.

Quadro 3.25 – Tensões de rotura em argamassas normais em função do tipo de cimento utilizado.

Compressão, MPa Flexão, MPa Cimento

7 dias 28 dias 7 dias 28 dias

Natural 4.2 7.7 1.3 2.3

Portland normal 15.3 25.8 3.4 4.9

Portland de elev. Resist. inicial 44.1 - 7.1 -

Aluminoso 66.8 71.0 6.8 7.8

Para o trabalho, foram realizados ensaios de resistência à compressão e à flexão, de

acordo com a regulamentação. Para efectuar a avaliação das características resistentes das

argamassas que era utilizada na montagem dos provetes de alvenaria, realizaram-se sempre que

possível 18 prismas com 4cm*4cm*16cm e no mínimo 18 cubos com 15cm*15cm*15cm, a fim

de serem ensaiados em várias datas com o objectivo de verificar a evolução do seu

endurecimento. No Quadro 3.26 apresenta-se a programação dos ensaios realizados nas

argamassas.

Quadro 3.26 – Programação de ensaios dos provetes de argamassa.

número tipo de total demínimo de compactação 2 ou 3 dias 7 ou 14 dias 28 dias amostras

prismas compactadora 3 3 3 9 prismasprismas mesa vibratória 3 3 3 9 prismascubos mesa vibratória 3 3 3 9 cuboscubos vibrador 3 3 3 9 cubos

data de ensaio após fabrico

No Quadro anterior apresentam-se três tipos de compactação utilizada:

1. A referida como “compactadora” representa o método de vibração utilizado em prismas

definido na NP EN 196-1 [51] que é composta, resumidamente, por uma mesa de

colocação do molde de três prismas que através de um eixo excêntrico permite a




realização de 30+30 pancadas de compactação da mistura, sendo esta colocada por duas

vezes até enchimento do molde, metade colocada inicialmente e a segunda metade de

mistura colocada durante a pausa efectuada pela mesa após as primeiras 30 pancadas.

2. A mesa vibratória conforme Coutinho [30], foi o processo de compactação utilizado em

cubos de forma a conferir à mistura uma vibração uniforme. Trata-se da utilização de

uma mesa destinada para o efeito que sofre uma vibração de frequência da ordem de

3000 períodos por minuto aplicada durante cerca de 2 minutos a fim de conferir a

referida compactação à mistura.

3. A utilização do vibrador, ou correctamente da agulha vibratória, foi utilizado na

vibração da mistura colocada em provetes cúbicos. Trata-se de um aparelho cilíndrico

colocado verticalmente na mistura que emite ondas vibratórias horizontais de frequência

na ordem de 15000 períodos por minuto, transmitindo-lhe toda a sua energia. Este tipo

de compactação permite que mistura obtenha uma maior compacidade do que os

anteriores tipo utilizados.

Na preparação dos provetes cúbicos para os ensaios de compressão foram seguidas as

recomendações técnicas em vigor [41, 52, 53].

Até a data de ensaio estas amostras foram submetidas às condições de cura preconizadas

nos respectivos documentos de normalização. Assim, após a moldagem, foram colocados

durante 24 horas numa câmara húmida a 20ºC ± 2ºC e a uma humidade relativa de 95% ± 5%.

Após esse período foram desmoldados e imersos em água à temperatura de 20ºC ± 1ºC

devidamente identificados até a data de ensaio.

3.3.2. Argamassa normal.


A determinação da consistência foi feita apenas no estudo prévio de argamassas,

realizado a fim de se obter uma composição próxima da utilizada na construção e para previsão



da resistência aos 28 dias. Para essas argamassas, o valor médio de consistência, determinado

pelo ensaio de slump, foi de 170 mm. De acordo com o Quadro 2.6 as argamassas classificam-se

como sendo de consistência plástica.

- Características dos constituintes da argamassa normal: análise granulométrica e massa

volúmica dos agregados e características do cimento.

Para a areia existente no laboratório foi efectuada a análise granulométrica, bem como

a determinação da massa volúmica absoluta, conforme se apresentam os resultados,

respectivamente, na Figura 3.5 e no Quadro 3.27.

Peneiros areia mistura

mm % Passados (%)

76.200 100.0 0.0

50.800 100.0 0.0

38.100 100.0 0.0

25.400 100.0 0.0

19.100 100.0 0.0

12.700 100.0 0.0

9.520 99.5 0.0

4.760 97.7 0.0

2.380 87.3 0.0

1.190 67.9 0.0

0.590 47.7 0.0

0.297 26.9 0.0

0.149 1.7 0.0

0.074 0.2 0.0

0.2 0.0

Depósito 0.0 100.0

mod. Finura 2.71 10.00

Curva granulométrica

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.07

0.15 0.3

0.59

1.19

2.38

4.76

9.52

12.7

19.1

25.4

38.1

50.8

76.2


pass

ados

(%)

areia

Figura 3.5 – Curva granulométrica da areia utilizada na composição da argamassa normal.

Quadro 3.27 – Características dos constituintes da argamassa normal.

cimento Secil II 32.5 3150.0areia - rolada - 2640.0





- Resistência à compressão e flexão da argamassa normal e coeficiente de endurecimento.

No Quadro 3.28 apresentam-se os valores médios das tensões de rotura à flexão e à

compressão das argamassas aos 28 dias, utilizadas na construção dos provetes e das argamassas

executadas para alguns ensaios prévios.

Quadro 3.28 – Resultados dos ensaios da argamassa normal.

resistência média

flexão compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

ff (MPa) fm (MPa)

pA 4.4 18.9

pB 3.3 18.7

pC 2.7 12.2

pD 11.9

pE 3.0 15.4

e3 3.4 16.6

e4 3.4 14.5

e5

28 dias

3.2 14.7

tensão média rectificada1 3.3 15.3

De acordo com os resultados obtidos, conforme o programa de ensaios definido, foram

ensaiados provetes de argamassa a diferentes datas, o que permitiu analisar a evolução da

resistência ao longo do tempo – coeficiente de endurecimento. Para obtenção dos valores médios

rectificados foi utilizada a aproximação dos valores à escala logarítmica de base 10.

Apresenta-se na Figura 3.6, o gráfico representativo do coeficiente de endurecimento.

- 1 Tensão média rectificada: são os valores obtidos corrigidos para a idade padrão de 28 dias segundo a curva de evolução da resistência

traçada em função dos valores médios de resistência de cada amostra em idades diferentes.



0.0

4.0

8.0

12.0

16.0

log d 0.0 log d 0.4 log d 0.8 log d 1.1 log d 1.5

σ rect.= 9.7451 log(d) + 1.2351

σ r

ectif

icad

o (M

pa)

s média Linear (s média)

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

0 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias

Tempo de cura

Coeficiente de endurecimento

Figura 3.6 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento da argamassa normal.

Com um procedimento semelhante foi efectuada a determinação dos coeficientes de

endurecimento para as mesmas datas tendo em conta os valores da tensão média de resistência à

flexão.

No Quadro 3.29 apresentam-se os valores do Coeficiente de endurecimento resultantes

da análise efectuada.

Quadro 3.29 – Resultados do coeficiente de endurecimento na argamassa normal.

Idade da argamassa (dias) 2 3 7 14 28

Resultante da análise à compressão 0.27 0.38 0.62 0.81 1.00

Resultante da análise à flexão 0.31 0.42 0.64 0.82 1.00

- Composição da argamassa normal.

A composição da argamassa foi feita ao traço volumétrico 1:0:3 e a composição

utilizada foi a apresentada no Quadro 3.30.

Quadro 3.30 – Composição da argamassa normal.

cimento tipo II 32.5:…………… 358.91 gr/dm3 areia do rio:.......………………… 1507.55 gr/dm3 água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3




3.3.3. Argamassa de cal.


A determinação da consistência foi feita apenas na argamassa de cal utilizada na

montagem do respectivo provete. O valor de consistência determinado pelo ensaio de slump foi

de 190 mm. De acordo com o Quadro 2.6 a argamassa de cal classifica-se como sendo de

consistência plástica.

- Características dos constituintes argamassa de cal: análise granulométrica e massa volúmica


A areia utilizada na composição desta argamassa que serviu de base à execução de

apenas um provete foi a mesma que a utilizada na argamassa normal, e assim a curva

granulométrica representativa dessa composição é a apresentada na Figura 3.5. As massas

volúmicas dos constituintes da argamassa de cal são apresentadas no Quadro 3.31.

Quadro 3.31 – Características dos constituintes da argamassa de cal.

cimento Secil II 32.5 3150.0cal - - - 1400.0

Areia - rolada - 2640.0


- Resistência à compressão e flexão da argamassa de cal e coeficiente de endurecimento.

No Quadro 3.32 apresentam-se os valores médios das tensões de rotura à flexão e à

compressão da argamassa de cal aos 28 dias, utilizada na construção do respectivo provete e das

argamassas executadas para alguns ensaios prévios.



Quadro 3.32 – Resultados dos ensaios da argamassa de cal.

resistência média

flexão compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

ff (MPa) fm (MPa)

pF 3.0 15.8

e2 2.8 18.2

e6

28 dias

2.5 13.2

tensão média rectificada2 3.0 17.2

De acordo com os resultados obtidos foi possível efectuar uma evolução das tensões

médias de compressão das amostras de argamassa de cal da parede pF e dos ensaios prévios ao

longo do tempo obtendo assim valores que quantificam o coeficiente de endurecimento. Para

obtenção dos valores médios rectificados foi utilizada a aproximação dos valores à escala

logarítmica de base 10.

Na Figura 3.7 apresentam-se os gráficos que serviram de base para determinação dos

valores do coeficiente de endurecimento.

0.0

4.0

8.0

12.0

16.0


σ rect.= 10.8250 log(d) + 1.5279

σ r

ectif

icad

o (M

pa)


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00


Tempo de cura


Figura 3.7 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento da argamassa de cal.






No Quadro 3.33 resumem-se os valores resultantes de cálculo efectuado com base nos

valores da resistência à compressão e do semelhante cálculo efectuado com base nos valores da

resistência à flexão da argamassa de cal.

Quadro 3.33 – Resultados do coeficiente de endurecimento na argamassa de cal.

Idade da argamassa (dias) 2 3 7 14 28


Resultante da análise à flexão 0.30 0.40 0.63 0.81 1.00

- Composição da argamassa de cal.

A composição da argamassa foi feita ao traço volumétrico 1:1:3 e a composição

utilizada foi a apresentada no Quadro 3.34.

Quadro 3.34 – Composição da argamassa de cal.

cimento tipo II 32.5:…………… 331.45 gr/dm3 cal hidratada:…………...………… 120.55 gr/dm3 areia do rio:.........………………… 1392.27 gr/dm3 água:…………………………… 285.64 gr/dm3

2129.91 gr/dm3

3.4. Avaliação das características do microbetão.

Com o objectivo de poder vir a ser futuramente um parâmetro de análise na construção

de paredes resistentes, procurou-se neste trabalho efectuar uma primeira abordagem do conceito

de microbetão e do seu efeito no comportamento mecânico das paredes. Para isso realizou-se um

breve estudo das suas características, e com a sua utilização no preenchimento de orifícios dos

blocos pretendeu-se efectuar uma comparação dos valores das tensões de rotura por compressão

obtidos em apenas dois provetes com os valores obtidos nos restantes provetes de orifícios não

preenchidos. Como o número de provetes não cumpre o especificado na regulamentação para

que seja determinado o valor característico da tensão de rotura à compressão de uma parede, com

os resultados obtidos apenas pode ser feita uma comparação qualitativa. De acordo com o

Eurocode 6 o número mínimo de provetes necessário para obter um valor característico da



tensão de rotura à compressão de uma parede é de três, e não apenas de dois como foram

concebidos.

Para a composição do microbetão foi utilizado areia rolada existentes no laboratório e

brita fina cedida pela Empresa A.

3.4.1. Documentos normativos utilizados na análise do microbetão.

3.4.1.1. Consistência da composição do microbetão.

O conceito de consistência foi definido em 2.5.3.1 e a sua determinação, para o

microbetão, teve em conta os documentos referenciados em 3.2.1.1.

Para além do exposto neste ponto, Oliveira [68] apresenta valores de consistência para o

microbetão de 200±30 mm, de acordo com a norma Brasileira NBR 8798.


Em 3.2.1.2 apresenta-se a regulamentação seguida para efectuar a análise

granulométrica dos agregados utilizados na composição do microbetão.

3.4.1.3. Resistência do microbetão.

Para a determinação da resistência à compressão foi seguida a norma NP ENV 206 [52].

Foram realizados ensaios em 8 cubos de 15 cm de aresta. Com base no referido documento foi

realizado todo o processo de preparação do microbetão, de provetes de ensaio, sua moldagem,

desmoldagem e conservação, bem como a realização de ensaios mecânicos. Os ensaios foram

realizados em datas diferentes (2, 7 e 28 dias de cura), com o objectivo de verificar a evolução

do seu endurecimento.

A classificação do microbetão foi feita de acordo com o Quadro 2.13 transcrito da

referida norma e do Eurocode 6 [14].




3.4.2. Características do microbetão utilizado.

- Consistência do microbetão.

Após a realização da mistura foram efectuados três ensaios de abaixamento tendo sido

obtidos os resultados de 180 mm, 180 mm e 210 mm. O valor médio destes resultados,

arredondado de acordo com a regulamentação, é de 190 mm. De acordo com o Quadro 2.8. o

microbetão classifica-se como sendo de consistência da classe S4 ou de consistência mole.

- Características dos constituintes do microbetão: análise granulométrica e massa volúmica dos

agregados e características do cimento.

Como foi referido, o microbetão foi composto pela areia do laboratório e pela brita

fornecida pela Empresa A. Dessa forma a análise granulométrica destes agregados foi feita na

análise da areia e na análise do betão utilizado nos blocos da Empresa A, respectivamente. Como

resultado obteve-se a curva granulométrica da mistura. Na Figura 3.8 apresentam-se as curvas

granulométricas dos agregados utilizados.



76.200 100.0 100.0 100.0

50.800 100.0 100.0 100.0

38.100 100.0 100.0 100.0

25.400 100.0 100.0 100.0

19.100 100.0 100.0 100.0

12.700 100.0 100.0 100.0

9.520 100.0 100.0 100.0

4.760 99.8 49.4 67.2

2.380 97.8 2.5 36.1

1.190 89.7 1.1 32.4

0.590 71.8 0.0 25.3

0.297 48.2 0.0 17.0

0.149 6.4 0.0 2.2

0.074 0.8 0.0 0.3

0.8 0.0 0.0

Depósito 0.0 0.0 100.0

mod. Finura 1.86 5.47 4.20


0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.07

0.15 0.3

0.59

1.19

2.38

4.76

9.52

12.7

19.1

25.4

38.1

50.8

76.2


pass

ados

(%)

areia

brita fina

mistura

Figura 3.8 – Curvas granulométricas dos agregados utilizados na composição do microbetão.



No Quadro 3.35 apresentam-se as massas volúmicas dos constituintes utilizados na

composição do microbetão.

Quadro 3.35 – Características dos constituintes do microbetão.

cimento Secil II 32.5 3150.0cal - - - 1400.0

areia - rolada - 2640.0brita Pombal fina - 2675.0


- Resistência à compressão do microbetão e coeficiente de endurecimento.

No Quadro 3.36 apresentam-se os valores médios das tensões de rotura à compressão do

microbetão aos 28 dias.

Quadro 3.36 – Resultados dos ensaios do microbetão.

resistência média

à compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

fck (MPa)

pE 28 dias 12.6

tensão média rectificada3 13.6

A justificação do valor aos 28 dias não corresponder à tensão média rectificada é dada

pela utilização de uma escala logarítmica para correcção dos valores obtidos de forma linear, a

fim de se obter a evolução de resistências ao longo do tempo.

Com igual procedimento ao efectuado no estudo da evolução da resistência à

compressão e da resistência à flexão para as argamassas, foram determinados os valores do

Coeficiente de endurecimento para o microbetão. Na Figura 3.9 apresentam-se os gráficos que

serviram de base para determinação dos valores do coeficiente de endurecimento.






0.0

4.0

8.0

12.0

16.0


σ rect.= 8.5514 log(d) + 1.1985

σ r

ectif

icad

o (M

pa)


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00


Tempo de cura


Figura 3.9 – Determinação dos valores ponderados do coeficiente de endurecimento do microbetão.

No Quadro 3.37 resumem-se os valores resultantes do coeficiente de endurecimento

obtidos com base nos valores da resistência à compressão do microbetão.

Quadro 3.37 – Resultados do coeficiente de endurecimento no microbetão.

Idade do microbetão (dias) 2 3 7 14 28


- Composição do microbetão.

A composição utilizada na produção do microbetão apresenta-se no Quadro 3.38.

Quadro 3.38 – Composição do microbetão.

cimento tipo II 32.5:…………… 260.00 gr/dm3 cal hidratada:…………...………… 10.00 gr/dm3 areia da faculdade:……………… 1030.00 gr/dm3 brita fina:……………………..... 695.00 gr/dm4 água:…………………………… 240.00 gr/dm3

2235.00 gr/dm3



Neste capítulo foi apresentada a caracterização dos elementos constituintes utilizados na

montagem de provetes destinados à realização de ensaios para avaliação da resistência

característica à compressão da alvenaria. Nele não foram apresentadas nem características nem

quaisquer referências à utilização de armaduras, uma vez que neste trabalho foi tomado por

objectivo estudar simplesmente o princípio básico da alvenaria – alvenaria estrutural não armada,

definindo tipos e materiais na sua concepção, bem como uma primeira abordagem de aplicação

prática de blocos de betão produzidos por duas empresas instaladas no mercado conforme o

ponto 3.1. Esta opção de estudo, com início na definição de conceitos básicos e análise

experimental sobre o comportamento mecânico de provetes, deve-se ao facto de em Portugal o

desenvolvimento prático daquele sistema estrutural não se ter ainda feito notar e de procurar

contribuir, mesmo que de uma forma modesta, para que nele se possa fazer acreditar.

Assim no Capítulo 4 desenvolvem-se os procedimentos utilizados na realização de

ensaios de provetes de alvenaria estrutural não armada sujeitos a acções de compressão.


Capítulo 4 – Caracterização e ensaio dos provetes de alvenaria.






4.1. Introdução.

O objectivo global deste capítulo é efectuar uma comparação de valores experimentais

da tensão característica de rotura por compressão de painéis de alvenaria com valores obtidos a

partir das expressões especificadas no Eurocode 6 [14]. Após a análise efectuada no

Capítulo 3 - Caracterização dos blocos utilizados nos provetes de alvenaria – para

conhecimento das diversas características dos blocos que possibilitam a construção das paredes

de alvenaria, foi possível analisar experimentalmente o seu comportamento mecânico.

Referem-se os seguintes procedimentos utilizados na realização dos ensaios:

1. Definição do modelo e equipamento de ensaio.

2. Montagem dos provetes e verificação das suas dimensões.

3. Preparação e instrumentação dos provetes para a realização do ensaio.

4. Realização do ensaio à compressão dos provetes, acompanhado através de um registo

visual da evolução do seu comportamento, de registos fotográficos e filmagens e do

registo dos valores obtidos pelos aparelhos de medida.

5. Análise dos valores obtidos pelos aparelhos de medida.

6. Análise dos resultados dos ensaios dos provetes. Realização de Quadros e Figuras

elucidativos dos valores obtidos dos vários provetes, verificando deslocamentos e

rotações em torno dos seus três eixos em função das cargas. Realização de gráficos

tensão - extensão e módulo de elasticidade.




4.2. Programa de ensaios.

4.2.1. Definição do modelo e equipamento de ensaio.

Os ensaios foram efectuados no pórtico de actuação de cargas do Laboratório de

Estruturas do Departamento. A meio vão da viga do pórtico encontra-se um actuador de cargas

de comando automático associado a uma célula de carga com capacidade de actuação até cargas

de 100 Tf. Com base no conhecimento do pórtico garante-se que podem ser realizados ensaios de

carga até 80 Tf.

Figura 4.1 – Pórtico de ensaio.

Durante o programa de ensaios e em virtude da mudança de instalações do

Departamento para o Pólo II da Universidade de Coimbra, houve necessidade de efectuar a

desmontagem do referido pórtico e por isso os ensaios passaram a realizar-se noutro pórtico com

capacidade resistente da ordem das 45 Tf. No entanto o actuador de cargas foi o mesmo. Em

virtude de se prever que as cargas actuantes em alguns provetes seriam superiores às obtidas nos

primeiros houve a necessidade de se efectuarem os restantes ensaios numa Prensa de ensaios à

compressão. Esta alteração não prevista inicialmente deveu-se ao comportamento do pórtico

perante as cargas a que as paredes resistiam. A deformação do pórtico perante a actuação de

cargas atingia uma deformação considerável fazendo-o absorver energia que seria descarregada

aquando da rotura total do provete. Por esse motivo, a rotura dos provetes verificada tornava-se

extremamente explosiva e frágil.



A obtenção dos resultados experimentais resultou da utilização dos aparelhos a seguir

indicados:

- Célula de carga (colocado no actuador dos pórticos), cujas características se sintetizam

no Quadro 4.1. Quadro 4.1 – Características da célula de carga.

Características da célula de carga

Modelo Célula Robotecna

Carga máxima actuante 100 Tf

Output 2 mV/V

Coeficiente 100/4=0.025

- Alongâmetro: serviu para ler comprimentos lida pelo alongâmetro foi feita sobre pares

de pontos de leitura – demecs – espaçados 200 mm no pano vertical quer segundo o

eixo dos ZZ quer segundo o eixo dos XX.

- Registador de leituras: as leituras ao longo do tempo de ensaio das cargas na célula

instalada nos pórticos, e dos deslocamentos referidos foram registados através do Data

Logger TML TDS – 601. As cargas aplicadas aos provetes nos ensaios realizados na

prensa foram registadas pelo programa de ensaios à compressão.

Figura 4.2 – Aparelhos de registos de valores: Data Logger e computador.




- Prensa de ensaios à compressão: existente no laboratório, cujas características se

sintetizam no Quadro 4.2.

Quadro 4.2 – Características da prensa de ensaios.

Características da prensa de ensaios

Modelo Seidner SWP 3000 VE

Colunas 4

Capacidade 3000 kN

Classe de precisão 1

Altura da câmara 50 a 1500 mm

Dimensões dos pratos 600 mm x 400 mm

Curso do pistão 100 mm

Distância entre colunas 480 mm

Tipo de cilindro Simples efeito

Unidade de controlo ESS Servo

Carregamento Linear crescente, função ramp,

medição de deslocamentos

Alimentação 380 V / 10 KV

4.2.2. Montagem dos provetes e verificação das suas dimensões.

Segundo o documento prEN 1052-1 [18] as dimensões dos provetes para a

determinação da resistência dos ensaios à compressão das alvenarias são as estabelecidas no

Quadro 4.3 para o esquema apresentado na Figura 4.3.

Quadro 4.3 – Dimensões do provete de ensaio de acordo com EC6.

dimensões do bloco dimensões do provete1

comprimento altura comprimento altura espessura

lu (mm) hu (mm) ls hs ts

≤150 ≥5*hu

≤300

>150 ≥2*lu

≥3*hu

≤150 ≥5*hu

>300

>150 ≥1.5*lu

≥3*hu

≥ls

≥3*ts

≤15*ts

≥tu

- 1 Se a altura do provete ultrapassar 1000 mm, poderão reduzir-se as dimensões cortando os elementos usados na última fiada, desde que

sejam garantidas as seguintes condições: - ls≥400 mm e ls≥lu; - o provete deve incluir pelo menos uma junta de argamassa e uma junta vertical; - as faces iniciais dos elementos antes do corte devem ser as argamassadas.



lu

hu

ls

hs

> ls/2 > ls/3

ts Figura 4.3 – Dimensão dos provetes e pontos de colocação de deflectómetros para leitura de alongamentos.

Em função destas condições, os provetes a ensaiar foram definidos pela constituição de

quatro fiadas de blocos.

A concepção dos provetes foi feita junto do local de ensaio para que não ficassem

sujeitos a grandes movimentações durante a sua colocação na posição correcta de ensaio.

- Nos ensaios realizados nos pórticos a execução dos provetes foi feita sobre uma chapa

metálica de 2 mm de espessura a fim de poder ser deslocada sobre uma base de chapa

com 10 mm de espessura previamente oleada e perfeitamente nivelada e colocada sobre

o pavimento onde se realizaram os ensaios.

- Os provetes ensaiados na prensa foram executados sobre as referidas chapas colocadas

sobre uma estrutura de madeira que permitiu o seu manuseio através do monta-cargas a

fim do conjunto base+provete ser colocado nos pratos da prensa.

No processo de montagem foi seguido um rigoroso cuidado no alinhamento vertical do

provete e a colocação dos blocos foi feita sobre uma espessura de argamassa de espessura 10 mm

aproximadamente.




Uma vez que os blocos são constituídos por septos longitudinais travados por outros

transversais, torna-se impossível a sobreposição total destes em fiadas consecutivas. Por este

motivo, verifica-se que na sua montagem existe apenas sobreposição parcial dos septos

transversais, o que permite afirmar que a transmissão de cargas verticais se processa

fundamentalmente pelos septos longitudinais e parcialmente pelos transversais. Na superfície

superior do provete foi feito um nivelamento cuidadoso da camada de argamassa a fim de que a

distribuição de cargas fosse distribuída uniformemente.

O processo de montagem dos provetes tem uma importância fundamental no seu

comportamento mecânico, e por isso a sua execução foi feita sempre pelo mesmo técnico e sob

orientação permanente do autor.

Para uma correcta ordem de trabalhos, quer os provetes, quer as amostras da argamassa

constituinte, quer o tipo de blocos, foram imediatamente identificados. Assim apresentam-se os

vários provetes agrupados, com a respectiva designação individual, de acordo com a sua

constituição (ver Quadro 4.4) e com o local da realização dos ensaios:

- Grupo 1 – Todos os provetes deste grupo foram ensaiados no Pórtico de ensaios e

executados com blocos de betão da Empresa A:

a) Amostra A: constituída por três provetes (pA1, pA2 e pA3) executados com blocos de

betão da Empresa A e com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal);

b) Amostra B: constituída por três provetes (pB1, pB2 e pB3) executados com blocos de

betão da Empresa A e com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal).

- Grupo 2 – Todos os provetes deste grupo foram ensaiados no Pórtico de ensaios e

executados com blocos de betão da Empresa B:

c) Amostra C: constituída por três provetes (pC1, pC2 e pC3) executados com blocos de

betão da Empresa B e com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal);

d) Amostra D1: constituída por dois provetes (pD1 e pD2.1) executados com blocos de

betão da Empresa B e com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal).



- Grupo 3 – Todos os provetes deste grupo foram ensaiados no Prensa de ensaios e executados

com blocos de betão da Empresa B:

e) Amostra D2: constituída por dois provetes (pD2.2 e pD3) executados com blocos de

betão da Empresa B e com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal).

- Grupo 4 – Todos os provetes deste grupo foram ensaiados no Prensa de ensaios e executados

com blocos de betão da Empresa B:

f) Amostra E: constituída por dois provetes (pE1 e pE2) executados com blocos de betão

da Empresa B, com argamassa ao traço 1:0:3 (designada argamassa normal) e com

preenchimento de vazados com microbetão. Refira-se que dois provetes não são

suficientes para determinar a resistência característica da alvenaria, de acordo com a

regulamentação [14], e por esse motivo os resultados obtidos apenas servem para

permitir obter uma informação qualitativa. O Eurocode 6 exige no mínimo três provetes

para que seja determinada a resistência característica da alvenaria.

- Grupo 5 – O provetes deste grupo foi ensaiado no Prensa de ensaios e executado com blocos

de betão da Empresa B:

g) Amostra F: constituída por um provete (pF1) executado com blocos de betão da

Empresa B e com argamassa ao traço 1:1:3 (designada argamassa de cal). À semelhança

do exposto na amostra E, a análise efectuada não é suficiente para determinar a

resistência característica da alvenaria, de acordo com a regulamentação [14], e por esse

motivo os resultados obtidos apenas servem para permitir obter uma informação

qualitativa e comparativa com os resultados obtidos dos ensaios dos provetes realizados

com argamassa normal.

Após a sua execução, os provetes foram cobertos com folha de polietileno durante os

três primeiros dias de acordo com o especificado no Projecto de Norma prEN 1052-1. Até à data

de ensaio, os provetes permaneceram imóveis.




Antes da instrumentação dos provetes foram efectuadas medições segundo os três eixos

tal como se apresentam no Quadro 4.4 para cada um, bem como a constituição de cada provete,

os valores máximos, mínimos e o desvio padrão.

Quadro 4.4 – Dimensões dos provetes.

comprimento altura espessura(mm) (mm) (mm)

pA1 normal 1:0:3 - 762.0 850.0 19.8pA2 normal 1:0:3 - 751.0 835.0 19.8pA3 normal 1:0:3 - 745.0 830.0 19.9pB1 normal 1:0:3 - 755.0 850.0 19.9pB2 normal 1:0:3 - 740.0 850.0 19.8pB3 normal 1:0:3 - 748.0 852.0 19.8pC1 normal 1:0:3 - 755.0 862.0 19.7pC2 normal 1:0:3 - 749.0 848.0 20.0pC3 normal 1:0:3 - 745.0 850.0 19.8pD1 normal 1:0:3 - 750.0 860.0 20.0pD2 normal 1:0:3 - 742.0 865.0 19.9pD3 normal 1:0:3 - 750.0 845.0 19.8pE1 normal 1:0:3 microbetão 751.0 851.0 19.7pE2 normal 1:0:3 microbetão 752.0 855.0 19.8pF1 empresa B de cal 1:1:3 - 760.0 862.0 19.7

Média 750.3 851.0 19.8v. máx. 762.0 865.0 20.0v. mín. 740.0 830.0 19.7desv. 5.87 9.2 0.09

origem dos elementos

argamassa (traço)

preenchimento de vazados

designação da parede

empresa B

empresa B

empresa A

empresa A

empresa B

4.2.3. Preparação e instrumentação dos provetes para a realização do ensaio.

A preparação e instrumentação dos provetes foi feita nas horas antecedentes à realização

dos ensaios. Para a realização do ensaio dos provetes no pórtico, foi colocado um perfil metálico

HEB200. O objectivo deste perfil era apenas distribuir a carga transmitida por um prato de 450

mm de diâmetro pela maior dimensão horizontal dos provetes. Na Figura 4.4 apresenta-se o

esquema de distribuição de cargas utilizado nos ensaios realizados no Pórtico de ensaios.

Nos primeiros ensaios verificou-se que a transmissão de cargas através do perfil se

processava de uma forma homogénea sem sofrer problemas de empenamento ou de deformação.

No entanto na realização do ensaio do primeiro provete constituído por blocos da Empresa B,

ainda no pórtico, verificou-se que o perfil começou por sofrer deformações impostas pala



transmissão de cargas ao nível dos banzos – deformação por punçoamento. Para impedir que

essa deformação implicasse uma menos correcta distribuição de cargas optou-se por reforçar o

perfil transversalmente através de 5 septos metálicos de 14 mm de espessura de cada lado da

alma (este reforço pode ser verificado na Figura V.10 apresentada no Anexo V). Desta forma a

utilização do perfil foi retomada nos restantes ensaios sem prejuízos aparentes dos resultados.

Com o objectivo de manter o mesmo procedimento no ensaios realizados na prensa foi

igualmente utilizado o perfil reforçado, a fim de permitir uma comparação dos resultados.

Perfil HEB200

lu

hu

ls

hs

ts

Linhas de rotura a 45º

Figura 4.4 – Esquema de distribuição de cargas nos provetes.




Em todos os ensaios foi colocado entre o provete e o perfil transmissor de cargas uma

borracha de neoprene com 8 mm de espessura e de dimensões que abrangeram a face de

carregamento dos provetes para que fosse possível corrigir qualquer anomalia na camada de

argamassa regularizada e nivelada aquando da montagem do provete, conforme referido em 4.2.2

para que a distribuição da carga fosse o mais uniforme possível.

Após a colocação do provete e do perfil de forma centrada, aprumada e nivelada sobre a

base de ensaio foi feita a colocação de uma estrutura metálica para concentrar os destroços do

provete depois da sua rotura e dos deflectómetros para efectuar leituras de deslocamentos nas

posições indicadas na Figura 4.5.

def. nº.1 – 100 mm

def. nº.2 – 100 mm

def. nº.3 – 50 mm

def. nº.4 – 50 mmdef. nº.7 – 50 mm



(1)

(1)

(1)

(1)

(2)

(2)

(2)

(2)

Distâncias:(1) – 10 mm(2) – 15 mm

ZZ

XXYY

Figura 4.5 – Esquema de colocação dos deflectómetros nos provetes.



De seguida foram feitas as necessárias ligações dos deflectómetros e da célula de carga

ao aparelho de leitura – Data Logger TML TDS – 601.

Após a verificação de todo o equipamento era dado início ao ensaio.

4.2.4. Realização do ensaio à compressão dos provetes.

Para a realização dos ensaios foi assegurado o cumprimento do especificado no Projecto

de Norma prEN 1052-1 [18]. Assim, realizaram-se os seguintes procedimentos:

- foram ensaiados provetes idênticos quer quanto à configuração geométrica, quer quanto

ao tipo de constituintes. De acordo com do tipo de blocos utilizados na montagem dos

provetes, do tipo de argamassa utilizada, do preenchimento de vazados ou não com

microbetão e do local da realização dos ensaios (pórtico ou prensa) foi feito o

agrupamento de provetes constante no Quadro 4.5. Apresenta-se ainda neste Quadro as

datas para as quais os provetes foram ensaiados após a sua montagem.

- Após a execução dos provetes, estes foram cobertos com folha de polietileno durante os

primeiros três dias.

- Até a data de ensaios e durante este, os provetes foram mantidos na sala a uma

temperatura de 20ºC ± 5ºC e humidade relativa de 60% ± 10%.

- Para distribuição da carga de forma uniforme foram utilizados acessórios adequados

como o perfil UNP e a borracha de neoprene.

- A velocidade de carregamento (4,0 Tf/min) permitiu que a rotura se desse entre 15 min

a 30 min. Nos ensaios realizados no pórtico, das paredes do grupo A e B, as velocidades

foram de 1,5 Tf/min. Pelo facto de a carga estar a ser aplicada a baixas velocidades por

vezes o actuador parava havendo necessidade, por curtos intervalos de tempo, de




aumentar rapidamente a velocidade até o actuador entrar em funcionamento, voltando

logo de imediato à velocidade inicialmente estipulada.

- Nas duas paredes em que se pretendeu determinar o módulo de elasticidade efectuaram-

se leituras dos alongamentos para valores de carga superiores a 50% da carga de rotura

que se obteve. O Projecto de Norma apenas impõe que as leituras devem ser registadas

até cerca de 50 % da carga máxima.

Durante o ensaio, os valores das cargas e dos deslocamentos a que o provete estava

sujeito foram sendo registados através do Data Logger TML TDS – 601 e do computador. Estes

registos foram devidamente gravados a fim de possibilitarem o seu tratamento mais tarde.

Visualmente verificou-se de um modo geral que os provetes após 10 % da carga davam

os primeiros sinais de que estavam a ser solicitados à compressão a que correspondiam as

primeiras fissuras na argamassa e/ou dos septos transversais dos blocos. No entanto as primeiras

fissuras visíveis que afectaram o comportamento dos provetes surgiam em média a 45% da carga

máxima aplicada no provete.

No Quadro 4.5 resumem-se as percentagens relativas à carga de rotura suportada por

cada provete em que surgiam as primeiras fissuras visíveis e que foram registadas

qualitativamente no decorrer dos ensaios de cada provete agrupados de acordo com a sua

constituição e com o local onde foi realizado o ensaio, conforme descrição apresentada em 4.2.2.



Quadro 4.5 – Agrupamento de provetes, dias de ensaio após montagem e ocorrência da fissuração.

1. Agrupamento dos provetes, dias de ensaio e análise da fissuração

1ª 2ª (Tn)

pA1 normal 1:0:3 - 7 - - 15.37

pA2 normal 1:0:3 - 10 - - 24.90pA3 normal 1:0:3 - 22 - - 17.25pB1 normal 1:0:3 - 7 20% 70% 14.58pB2 normal 1:0:3 - 8 35% 80% 16.47pB3 normal 1:0:3 - 7 35% 75% 22.50pC1 normal 1:0:3 - 14 45% 85% 37.93pC2 normal 1:0:3 - 14 65% 85% 38.45pC3 normal 1:0:3 - 14 50% 85% 39.68pD1 normal 1:0:3 - 26 40% 70% 20.50

pD2.1 normal 1:0:3 - 26 20% 80% 37.18pD2.2 normal 1:0:3 - 32 35% 70% 76.82pD3 normal 1:0:3 - 33 65% 85% 80.07pE1 normal 1:0:3 microbetão 9 50% - 110.46pE2 normal 1:0:3 microbetão 9 45% - 110.86

grupo 5 pF1 empresa B de cal 1:1:3 - 7 75% 95% 66.79média 45% 80%

fissuras visiveis (% da carga final)

grupo 4

grupo 3

grupo 2

grupo 1

argamassa (traço)

preenchimento de vazados

grupo designação do provete

carga máximaconstituintes

empresa B

empresa A

empresa A

empresa B

empresa B

empresa B

dia de ensaio (dias após a

montagem dos provetes)


Para além do registo de fissuras foram efectuados registos fotográficos (ver Anexo V) e

filmagens durante a realização dos ensaios.

4.2.5. Análise dos valores obtidos pelos aparelhos de medida.

As cargas obtidas foram expressas em toneladas e os deslocamentos em milímetros.

Com estes resultados foram representados diagramas carga–deslocamento para cada provete e

analisadas as rotações em torno de cada eixo.

A partir das cargas obtidas expressas em toneladas foi feita a determinação das tensões

instaladas, seguindo o Projecto de Norma prEN 1052-1 [18], através da conversão para a unidade

internacional kN e obtida a evolução das tensões, dividindo as cargas suportadas por cada

provete pela área carregada (área aparente efectiva):




fi = Fi.max / Ai (kN/m2)

em que:

fi = tensão de rotura à compressão de um provete de alvenaria,

Fi.max = força máxima atingida pelo o provete na rotura e

Ai = área carregada do provete.

A tensão de rotura da alvenaria é dada pela média das tensões de rotura individuais,

f = média (fi) (kN/m2)

A resistência característica à compressão da alvenaria, fk, de acordo com o Projecto de

Norma prEN 1052-1 [18], é dada por:

fk = mínimo (f/1.2;fmín) (kN/m2)

em que:

fmin = menor tensão de rotura à compressão individual atingida pelos provetes

representativos da alvenaria.

De acordo com o Projecto de Norma prEN 1052-1 [18] a determinação do módulo de

elasticidade foi feita através de duas leituras da deformação vertical em cada face e até valores da

carga superiores a 50%, através da expressão:

Ei = Fi.max / (ei*3*Ai) (GPa)

em que:

ei = extensão vertical média obtida pela leitura das quatro deformações

correspondentes a 1/3 da carga máxima Fi.max.

Ei = módulo de elasticidade individual de um provete.



O módulo de elasticidade da alvenaria E, é dado pela média dos módulos de elasticidade

de cada provete,

E = média (Ei) (kN/m2)

Na análise de resultados foi igualmente efectuada a determinação do módulo de

elasticidade a partir dos diagramas tensão–extensão obtidos. Esses valores encontram-se

registados nos diagramas apresentados no Anexo III, bem como as tangentes ao diagrama que

deram origem à equação que define a evolução do módulo de elasticidade. Após a ocorrência de

fissuração, foram ainda determinados valores que traduzem o módulo de elasticidade nessa fase

de carga, com o objectivo de analisar as alterações se comparados com os valores obtidos antes

da fissuração dos provetes.

Refere-se que a determinação dos diagramas foi feita para um aumento de tensão a

velocidade constante. Conforme foi elaborado um estudo para analisar a curva tensão-extensão

do betão [31], poderia ser efectuada a mesma análise para provetes de alvenaria muito embora

houvesse a consciência de que o betão é apenas um elemento, enquanto que um provete de

alvenaria é composto por dois ou mais elementos, o que agravaria o grau de dificuldade na

obtenção de uma curva representativa, para além de que essa análise não consta no âmbito deste

trabalho.

A determinação feita através do registo das deformações verticais apenas foi feita em

dois provetes. Nos restantes a metodologia utilizada foi a referida anteriormente.

Muito embora as normas referidas não especifiquem valores máximos nem métodos de

determinação, foi efectuada também uma análise da rotação segundo os três eixos em cada

provete. Naturalmente os valores máximos correspondem aos valores de desagregação total do




provete e por isso interessa apenas conhecer as referidas rotações para os valores das cargas de

compressão máximos admitidos em cada provete.

A determinação dessas rotações foi feita a partir das leituras dos deslocamentos lidos

por cada deflectómetro (ver Figura 4.5) e das distâncias existentes entre eles. O interesse destes

valores, para além de uma informação do comportamento em carregamento do provete e em

rotura, permite definir mais um coeficiente de aceitação ou não do provete para determinação das

tensões resistentes de uma alvenaria.

4.3. Resultados dos ensaios dos provetes.

Os objectivos e a metodologia utilizada na determinação da resistência à compressão

simples dos provetes de alvenaria foram referidos nos pontos anteriores.

Como foi referido, a constituição de todos os provetes foi idêntica e encontra-se

definida em 4.2.2. No Quadro 4.6 apresentam-se os valores obtidos para todos os provetes

ensaiados da carga de rotura, do deslocamento vertical registado para a correspondente carga de

rotura, os valores correspondentes das tensões de compressão e das extensões verticais

correspondentes, e os valores dos módulos de elasticidade nas fases principais de carregamento

entre a ocorrência das fissuras ou roturas localizadas dos provetes.



Quadro 4.6 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios dos provetes.

1. grupo 1

carga axial de compressão (tf)deslocamento vertical (mm)

tensão de compressão (Mpa)extensão vertical ( )

Módulo de elasticidade 1Módulo de elasticidade 2Módulo de elasticidade 3

2. grupo 2




3. grupo 3 4. grupo 4 5. grupo 5




66.795.65

4.40.0066

valores médios

valores médios

- -

0.0070 0.0079

110.46 110.865.95 6.71

155310251134

2415 19112718 1789

7.2 7.2

1049 8961014 941

0.0061 0.0086

1619 1688

76.82 80.075.16 7.31

5.0 5.2

158507

-

2.4

1.50.0072

186227

-

145--

132222148

219312166

0.00902.5 2.5 2.6 1.3

0.01490.01420.01450.0166

37.187.69

37.9314.07

38.4512.31

39.6812.07

20.5012.65

450494

- - - -- - - -

250708 542 363 277

22.502.52 4.27 3.90 4.22 6.73 6.1615.37 24.90 17.25 14.58

1.0 1.6 1.1

268

0.0030 0.0050 0.0046 0.0050

213

pD1

0.0081

pD2.1

pA2 pA3 pB1 pB2

16.50

1.11.0

pB3

pD2.2 pD3 pE1 pE2 pF1

106

pC1 pC2 pC3

valores médios pA1

Do cálculo das rotações, referido no ponto 4.2.5, resulta o Quadro 4.7 onde se

apresentam as rotações segundo os três eixos correspondentes aos valores da carga de

compressão máximos admitidos por cada provete.




Quadro 4.7 – Resumo dos resultados das rotações dos provetes sujeitos à compressão.

1. grupo 1

carga axial de compressão (tf)

rotação máxima em torno de ZZrotação máxima em torno de XXrotação máxima em torno de YY

2. grupo 2


rotação máxima em torno de ZZrotação máxima em torno de XXrotação máxima em torno de YY

3. grupo 3 4. grupo 4 5. grupo 5


rotação máxima em torno de ZZrotação máxima em torno de XXrotação máxima em torno de YY -0.25%

24.90 17.25 14.58 16.50 22.50

80.07 110.46 110.86 66.79

-0.55%

0.07% -0.77% -0.21% -0.25%

0.61%-0.21% -0.73% 0.02% -0.12% -0.50%0.14% -0.59% -0.15%

76.82

-0.24%

pE2 pF1

-0.43% -0.83% -0.50% -0.62%

valores médios pD2.2 pD3 pE1

0.13%-0.95% -0.77%-0.79% -0.70% -0.40% -0.46%

-0.34% 0.88% 0.70%

37.1837.93 38.45 39.68 20.50

pD1 pD2.1valores médios pC1 pC2 pC3

1.66% 0.06%0.46% 0.13%0.00% 0.14% 0.16% -0.21%

-0.30% -0.18%-1.48% 1.57%-0.33% -0.41%

0.28% 0.16% -0.16% -0.21%

pB1 pB2 pB3

15.37

valores médios pA1 pA2 pA3

Verifica-se que apenas dois provetes ultrapassam os valores de 1.00% da rotação

(provete pB2 e pB3) e que 65% dos cálculos de rotações não ultrapassam o valor em módulo de

0.50%.

A fissuração e o consequente processo de rotura apresenta nas faces verticais maiores

do provete uma configuração normalmente vertical, correspondente ao alinhamento das juntas

verticais entre os blocos, de acordo com os registos fotográficos obtidos e apresentados no Anexo

V. Este tipo de rotura surge inicialmente pela cedência da ligação entre o bloco e a argamassa e

consequentemente pelo esgotamento da capacidade resistente dos blocos de betão a esforços

longitudinais originados pela tensão de compressão instalada. Aconteceu também esse processo

de rotura ter início pela formação de um triângulo de rotura junto aos pratos de compressão,

provocado pelo esmagamento dessa zona. Nas faces verticais de menores dimensões as fissuras



visíveis eram verticais, consequência da rotura interior do provete através dos septos transversais

dos blocos.

Nos blocos preenchidos com microbetão as fissuras nas faces verticais maiores

apresentaram também uma configuração vertical de origem semelhante ao referido

anteriormente. Durante o processo de carga a resistência é conseguida fundamentalmente pelo

conjunto blocos de betão e microbetão. A cedência da ligação entre a argamassa e o bloco em

nada altera a evolução da carga em função dos deslocamentos, fazendo com que as tensões

instaladas nos blocos lhes provoque a rotura. Nesta fase, ou seja, em que é visível a fissuração

vertical nos alinhamentos das juntas verticais de argamassa, a configuração do diagrama carga–

deslocamento apresenta uma ligeira quebra. No entanto o processo de carga continua a

comprimir o conjunto blocos de betão e microbetão até à rotura deste. Nesta fase atinge-se a

rotura do provete e verificando-se um expulsar de ‘partes’ dos blocos entre as referidas fissuras

verticais, devido à descolagem do microbetão.

No Capítulo 5 são apresentados os resultados quer dos elementos constituintes dos

provetes ensaiados, quer destes provetes.




5.1. Introdução.

Neste capítulo pretende-se resumir os valores obtidos da realização dos ensaios à

compressão dos provetes de alvenaria e compará-los com os valores equivalentes definidos na

Regulamentação Europeia. Para isso, os valores da resistência à compressão de todos os

constituintes dos provetes estudados no Capítulo 3 – Caracterização dos blocos utilizados em

alvenarias são fundamentais e necessariamente são resumidos neste capítulo. Assim sendo,

referem-se os seguintes procedimentos utilizados na comparação de valores, analisando:

1. Os resultados obtidos na caracterização dos elementos utilizados nos provetes de

alvenaria: blocos de betão, argamassas e microbetão.

2. Os resultados obtidos na caracterização dos provetes de alvenaria através da

comparação dos valores obtidos experimentalmente e resultantes das expressões do

Eurocode 6.

3. Os resultados obtidos na caracterização do comportamento à compressão dos provetes

de alvenaria através dos valores obtidos experimentalmente e determinação dos

coeficientes que compõem as expressões definidas no Eurocode 6.

5.2. Resultados da caracterização dos elementos utilizados nos provetes de alvenaria.

5.2.1. Estudo de blocos de Betão.

5.2.1.1. Consistência do betão, cura da massa fresca moldada e massa volúmica

dos agregados.

O betão utilizado na produção dos blocos da Empresa A possui uma consistência de

valor nulo o que garante a classificação do betão como uma mistura terra-húmida. Para a

Empresa B não foi feita a análise da consistência.




A alteração da massa dos blocos nas fases de cura apenas foi feita para a Empresa A.

Para a massa fresca moldada dos blocos desta empresa, a diferença das leituras, antes e

após as fases de cura, expressa em percentagem, consta no Quadro 3.7.

De acordo com este Quadro, constata-se que:

- na primeira cura dá-se um aumento de 1.33% da massa de um bloco;

- na segunda cura dá-se uma diminuição de 3.30% da massa de um bloco;

- no final do processo de cura tem-se assim uma massa 2.02% menor do que a massa

utilizada na moldagem dos blocos.

No Quadro 5.1 apresenta-se uma comparação da massa volúmica da areia e da brita

utilizada na produção dos blocos com os valores aceitáveis de acordo com 3.2.1.3.

Quadro 5.1 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção dos blocos.

Origem dos blocos Agregados e massa volúmica obtida Intervalo médio da

massa volúmica (3.2.1.3.) Critério

Areia 2580 kg/m3 Cumpre Empresa A

Brita 2675 kg/m3 Cumpre

Areia 2610 kg/m3 Cumpre Empresa B

Brita 2670 kg/m3

2600 a 2700 kg/m3

Cumpre

5.2.1.2. Dimensões dos blocos.

As dimensões dos blocos apresentadas sob a forma de esquema nas Figuras 3.2 e 3.4,

são comparadas com as condições estabelecidas no Projecto de Norma prEN 771-3 [19],

conforme o Quadro 5.2, a fim de poderem ser utilizados em estruturas de alvenaria resistentes.

Quadro 5.2 – Verificação da espessura mínima dos septos dos blocos.

Origem dos blocos Dimensão mínima dos septos

dos blocos Espessura mínima dos septos (prEN 771-3) Critério

Empresa A 17.3 mm Maior de: 20 mm

1.5*d = 1.5*9.5mm = 14.25mm Não cumpre

Empresa B 25.3 mm Maior de: 20 mm

1.5*d = 1.5*9.5mm = 14.25mm Cumpre



5.2.1.3. Percentagem de furação.

Resumem-se no Quadro 5.3 os valores médios obtidos para a percentagem de furação e

a sua classificação segundo a prEN 771-3 [19] e o Eurocode 6 [15].

Quadro 5.3 – Classificação dos blocos segundo a percentagem de furação.

Classificação segundo Origem dos blocos Percentagem média de furação

PrEN 771-3 Eurocode 6

Empresa A 51.70% Blocos vazados – furação

vertical superior a 50%

Grupo 2b - % de furação

superior a 50% e inferior a 60%

Empresa B 51.75% Blocos vazados – furação

vertical superior a 50%

Grupo 2b - % de furação

superior a 50% e inferior a 60%

5.2.1.4. Massa volúmica dos blocos.

Aos 14 dias a massa volúmica determinada nos blocos da Empresa A foi de 1932 kg/m3

apresentada no Quadro 3.10. Para a Empresa B apresenta-se o valor determinado de 1944 kg/m3

para os 14 dias (ver Quadro 3.19), contudo, este valor corresponde a uma idade superior.

Ambos os valores se aproximam dos valores da massa volúmica para blocos de betão

apresentados por Oliveira [68] e por Smith e Andres [80], ou sejam, respectivamente, valores

entre 2200 kg/m3 e 2500 kg/m3 e valores superiores a 2000 kg/m3.

5.2.1.5. Absorção de água dos blocos.

Os valores obtidos para a absorção de água por imersão para os blocos da Empresa A e

Empresa B, respectivamente, 135.4 kg/m3 e 45.2 kg/m3, enquadram-se com os valores médios

estabelecidos entre 112 kg/m3 e 160 kg/m3 [80].

Os valores obtidos para a absorção de água por capilaridade para os blocos da Empresa

A e Empresa B, respectivamente, 4.4 gr/cm2.min0.5 e 4.2 gr/cm2.min0.5, cumprem o definido pela

regulamentação Francesa, que impõem como limite máximo para absorção o valor de 30.0

gr/cm2.min0.5 após 10 minutos de 0.5 cm do bloco submersos em água.




A absorção de água por capilaridade obtida para os blocos de ambas as empresas,

0.1kg/m2.min, não atinge os valores definidos por Oliveira [68] de 0.5kg/m2.min a 1.5kg/m2.min,

o que impossibilita uma aderência razoável com a argamassa.

5.2.1.6. Resistência à compressão dos blocos.

No Quadro 5.4 apresentam-se valores mínimos e médios da resistência à compressão

em cada amostra dos blocos estudados das duas empresas fornecedoras. De acordo com o

Projecto de Norma prEN 772-1 [20], apresentam-se os valores da resistência à compressão

normalizados e a comparação com os valores mínimos definidos no Eurocode 6.

Quadro 5.4 – Resistência normalizada à compressão dos blocos e valores mínimos estabelecidos no EC6.

minima média minima média

1 2.9 3.2 3.3 3.72 2.7 3.2 3.1 3.63 3.1 3.5 3.6 4.0

média 2.9 3.3 3.4 3.81 6.0 6.9 6.9 8.02 6.9 7.6 7.9 8.73 6.4 7.2 7.3 8.34 6.1 7.2 7.0 8.35 7.6 8.5 8.7 9.8

média 6.6 7.5 7.6 8.6 2.0

fb' (MPa) fb (MPa)

resistência à compressão resistência à compressão normalizada

resistência à compressão normalizada

minima segundo EC6

2.0

fb (MPa)

Empresa B

Empresa A

amostra nº

Conforme se pode observar os blocos das duas produções garantem a sua utilização no

processo de construção de edifícios de alvenaria estrutural.

A diferença encontrada nos resultados entre as produções tem como base

fundamentalmente a composição do betão e a classe de cimento utilizado, a geometria e o tempo

de cura.

5.2.2. Estudo das argamassas.

A apresentação dos resultados das argamassas é feita tendo em conta o tipo de

argamassa estudada.



5.2.2.1. Consistência da argamassa e massa volúmica dos agregados.

Para a argamassa normal e para a argamassa de cal, obtiveram-se para a consistência

através do ensaio de slump, respectivamente, o valor médio de 170 mm e o valor de 190 mm. De

acordo com o Quadro 2.6 ambas as argamassas se podem classificar como sendo de consistência

plástica. No Quadro 5.5 apresenta-se uma comparação da massa volúmica da areia utilizada na

produção das argamassas com os valores aceitáveis de acordo com 3.3.1.3.

Quadro 5.5 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção das argamassas.

Aplicação Agregados e massa volúmica obtida Intervalo médio da


Argamassa normal e de

cal Areia 2640 kg/m3 2600 a 2700 kg/m3 Cumpre

5.2.2.2. Resistência à compressão e à flexão da argamassa.

Neste ponto apresentam-se os resultados dos ensaios à flexão e à compressão para a

argamassa normal e para a argamassa de cal (ver Quadro 5.6). Em função desses valores é feita a

sua classificação de acordo com o Projecto de Norma prEN 998-2 [26].

Quadro 5.6 – Resistência à compressão e à flexão da argamassa normal utilizada nos provetes e classificação

segundo a norma prEN 998-2. resistência média

flexão compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

ff (MPa) fm (MPa)

classe resistente

segundo

prEN998-2

pA 4.4 18.9 M15

pB 3.3 18.7 M15

pC 2.7 12.2 M10

pD 11.9 M10

pE 3.0 15.4 M15

e3 3.4 16.6 M15

e4 3.4 14.5 M12.5

e5

28 dias

3.2 14.7 M12.5

Tensão média rectificada1 3.3 15.3 M15






Neste Quadro, apresenta-se também a classificação das argamassas feita de acordo com

o Quadro 3.24. Os valores da resistência à compressão situam-se entre 10 MPa e 18 MPa sendo o

seu valor médio rectificado aos 28 dias de 15.34 MPa permitindo assim a classificação em

termos genéricos como uma argamassa da classe M15. Este tipo de argamassas pode ser

utilizado em estruturas de alvenaria resistente.

Ainda com base nos resultados apresentados no Quadro 5.6, a argamassa normal é

classificada do Tipo I conforme pode ser verificado a partir da Quadro 2.10 transcrita da norma

inglesa BS 5628 [8].

De igual modo apresenta-se no Quadro 5.7 os valores obtidos para a resistência à flexão

e à compressão na argamassa de cal utilizada no provete pF e a sua classificação de acordo com

o Projecto de Norma prEN 998-2.

Quadro 5.7 – Resistência à compressão e à flexão da argamassa de cal utilizada no provete pF e classificação

segundo a norma prEN 998-2. resistência média

flexão compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

ff (MPa) fm (MPa)

classe resistente

segundo

prEN998-2

pF 3.0 15.8 M15

e2 2.8 18.2 M15

e6

28 dias

2.5 13.2 M12.5

tensão média rectificada2 3.0 17.2 M15

A argamassa de cal apresenta um valor médio rectificado2 de 17.2 MPa e é classificada

da classe M15 de acordo com o Quadro 3.24, o que permite que possa ser utilizada em estruturas

de alvenaria resistente uma vez superior a classe M5.

De acordo com o Quadro 2.10, referente à norma inglesa, a argamassa de cal pode ser

classificada do Tipo I.





5.2.3. Estudo do microbetão.

5.2.3.1. Consistência do microbetão e massa volúmica dos agregados.

Para o microbetão, obteve-se para a consistência através do ensaio de slump, o valor

médio de 190 mm, o que lhe permite a classificação de consistência plástica de acordo com o

Quadro 2.6.

No Quadro 5.8 apresenta-se uma comparação da massa volúmica da areia e da brita

utilizada na produção do microbetão com os valores aceitáveis de acordo com 3.4.1.2.

Quadro 5.8 – Verificação da massa volúmica dos agregados utilizados na produção do microbetão.

Aplicação Agregados e massa volúmica obtida Intervalo médio da


Areia 2640 kg/m3 Cumpre Microbetão

Brita 2675 kg/m3 2600 a 2700 kg/m3

Cumpre

5.2.3.2. Resistência à compressão do microbetão.

A apresentação dos resultados dos ensaios à compressão do microbetão é feita no

Quadro 5.9. Em função do valor médio rectificado aos 28 dias de acordo com o Quadro 2.13

transcrito do Eurocode 6 é feita a sua classificação.

Quadro 5.9 – Resistência à compressão do microbetão utilizado no provete pE e classificação segundo o EC6.

resistência média

à compressão

base de ensaio

(designação da

amostra)

tempo de cura

fck (MPa)

classe resistente

segundo

prEN998-2

pE 28 dias 12.63 -

tensão média rectificada3 13.6 C12/154

A tensão mínima de rotura à compressão do microbetão, de acordo com o Eurocode 6, é

de 15 MPa para provetes cúbicos de aresta de 150 mm, conforme o Quadro 2.13. Apesar da

tensão média rectificada apresentada ter um valor inferior ao mínimo permitido pela


traçada em função dos valores médios de resistência de cada amostra em idades diferentes. - 4 Apesar da resistência à compressão do microbetão não atingir o valor definido no Eurocode 6 a sua classificação é apresentada como

C12/15.




classificação e pela utilização em estruturas de alvenaria resistente foi feita a sua utilização na

composição dos provetes.

5.3. Comparação dos resultados nos provetes: valores experimentais e de cálculo.

Neste ponto apresentam-se os valores da resistência à compressão e do módulo de

elasticidade da alvenaria calculados através das expressões definidas no ponto 4.2.5.

A apresentação dos resultados é feita através de grupos definidos no Quadro 4.5, em

função do tipo de blocos utilizados na montagem dos provetes, do tipo de argamassa utilizada,

do preenchimento de vazados ou não com microbetão e do local da realização dos ensaios

(pórtico ou prensa).

Para obtenção dos valores apresentados da resistência à compressão, tiveram-se em

conta os resultados individuais dos provetes obtidos na realização dos ensaios. Após a análise

dos gráficos tensão-extensão, apresentados no Anexo III, foram obtidos os valores do módulo de

elasticidade para cada provete, permitindo através do agrupamento utilizado, encontrar o valor

médio representativo do módulo de elasticidade da alvenaria.

Os valores da resistência à compressão e do módulo de elasticidade dos provetes

calculados através das expressões do Eurocode 6 foi feito a partir dos valores da resistência de

cada elemento constituinte dos provetes, blocos de betão, argamassa e microbetão.

5.3.1. Apresentação de valores da resistência e do módulo de elasticidade.

5.3.1.1. Resistência à compressão dos provetes.

De acordo com o Eurocode 6 [14] a resistência à compressão da alvenaria, fk, à dada

por:

fk = K . fbα . fm

β



em que:

K = coeficiente que depende do grupo do bloco e da existência ou não de uma

junta longitudinal de argamassa ao longo da parede (valores preconizados entre

0,40 e 0,60),

fb = resistência normalizada à compressão dos blocos,

fm = resistência à compressão da argamassa corrigida de acordo com a condição

fm ≤ min (20 MPa ; 2.fb ; fm)

α, β = coeficientes que traduzem a influência, respectivamente, dos blocos e da

argamassa na determinação da resistência característica à compressão da

alvenaria.

A relação fk / fb evidencia o factor de eficiência da parede. Esta relação tem importância

pelo facto da resistência dos blocos contribuir fortemente para a resistência global da parede.

Alguns autores estabelecem relações entre estes dois valores para diferentes tipos de blocos

utilizados:

Sahlin, Sven [77] – fk = 0.35 a 0.55 . fb para blocos de betão;

fk = 0.25 a 0.50 . fb para tijolos cerâmicos;

Gomes, N. S. [68] – fk = 0.16 a 0.39 . fb para blocos cerâmicos;

Monk [68] – fk = 0.10 a 0.40 . fb para blocos cerâmicos;

Haller [68] definiu também uma expressão para o cálculo da resistência válida para

estruturas de alvenaria não armada:

fk = [(1+1,5 . fb)0.5 - 1]*(0,8+0,057 . fm)

em que:

fb = resistência à compressão dos blocos,

fm = resistência à compressão da argamassa.




No Quadro 5.10 resumem-se os valores obtidos da resistência à compressão dos

constituintes dos provetes aos 28 dias e os valores individuais e médios obtidos após a realização

dos ensaios à compressão dos provetes aos d dias, conforme o Quadro 4.5. De acordo com o

exposto o Quadro 4.5, os ensaios à compressão dos provetes não foram realizados aos 28 dias

conforme recomendação do prEN 1052-1 [18]. Este facto implicou que houvesse necessidade de

ajustar os valores obtidos aos 28 dias da argamassa normal e da argamassa de cal para valores

estimados aos d dias através dos Coeficientes de endurecimento apresentados nos Quadros 3.29

e 3.33, respectivamente.

Sempre que os valores apresentados corresponderem aos obtidos aos d dias, as

respectivas designações aparecerão acompanhadas pela letra d.

Quadro 5.10 – Síntese dos resultados experimentais dos ensaios.

elementos argamassa microbetão individual média experimental

fb fm fck fi.d f.d fk.exp.dpA1 - 1.00pA2 - 1.63pA3 - 1.13pB1 - 0.95pB2 - 1.08pB3 - 1.47pC1 - 2.48pC2 - 2.51pC3 - 2.59pD1 - 1.34

pD2.1 - 2.43pD2.2 - 5.02pD3 - 5.24pE1 7.22pE2 7.25

grupo 5 pF1 empresa B 8.6 15.8 - 4.37 4.4 3.6

em que:fi.d - resistência à compressão de cada provete ensaiado ao dia d (ver data de ensaio no Quadro 4.5), em MPa.f.d - resistência à compressão da amostra constítuidas por provetes ensaiados ao dia d , em MPa.fk.exp.d - resistência característica à compressão experimental da alvenaria ao dia d , em MPa.

resistência normalizada (MPa) resistência característica da alvenaria (MPa)origem dos elementosgrupo

designação do provete

grupo 1

empresa A 3.8 18.9

empresa A 1.2 1.018.7

1.3 1.0

2.1

empresa B 2.48.6 11.9 2.0

grupo 3 empresa B 5.1 4.3

grupo 2

empresa B 2.5

7.2

12.2

11.9

6.0grupo 4 empresa B 15.4 12.6

3.8

8.6

8.6

8.6



No Quadro 5.11 apresentam-se os valores da resistência dos provetes de alvenarias de

acordo com a expressão fk = K . fbα . fm

β e com base nas resistências obtidas para os diferentes

componentes determinadas aos 28 dias, e tomando os valores de K, α e β, respectivamente, por

0.50, 0.65 e 0.25, de acordo com o Eurocode 6.

Quadro 5.11 – Síntese dos resultados de cálculo aos 28 dias utilizando a expressão fk = K . fb

α . fmβ.

elementos argamassa microbetão

fb fm fck fm.c fk.calpA1 -pA2 -pA3 -pB1 -pB2 -pB3 -pC1 -pC2 -pC3 -pD1 -

pD2.1 -pD2.2 -pD3 -pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 8.6 15.8 - 15.8 4.0

em que:fm.c

fk.cal

12.6 4.015.4grupo 4 empresa B 15.4

grupo 3 empresa B

8.6

8.6 11.9

11.9

3.8

11.9

11.9

grupo 2

empresa B 8.6 12.2 12.2 3.8

3.8empresa B 8.6

empresa A 18.7 7.63.8

2.0

2.0

resistência rectificada da

argamassa (MPa)

resistência característica de cálculo da

alvenaria (MPa)

grupo 1

empresa A 3.8 18.9 7.6



resistência normalizada (MPa)

- resistência à compressão da argamassa aos 28 dias rectificada pela condição do Eurocode 6 fm.c= min(20; 2*fb; fm ), em (MPa).

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^ α .fm^ β , tomando para cálculo valores aos 28 dias, em MPa.

Uma vez que os ensaios dos provetes foram realizados em datas diferentes, e não na

data de 28 dias, conforme estabelece a prEN 1052-1 [18], foi feito o ajustamento da resistência

das argamassas para a respectiva data utilizando os coeficientes de endurecimento adequados,

tendo em conta que o tempo de ganho de presa por parte da argamassa corresponde aos dias de

ensaio dos provetes. Esse ajustamento apenas foi feito para a resistência das argamassas e não

dos blocos, uma vez que, à data do ensaio os blocos ultrapassavam os 28 dias após fabrico.

Assim, no Quadro 5.12, apresentam-se os resultados de cálculo pela referida expressão com base

nos valores de resistências dos componentes para os d dias.




Quadro 5.12 – Síntese dos resultados de cálculo aos d dias utilizando a expressão fk = K . fb

α . fmβ.

elementos argamassa microbetão

fb fm.d fck.d fm.c.d fk.cal.dpA1 -pA2 -pA3 -pB1 -pB2 -pB3 -pC1 -pC2 -pC3 -pD1 -

pD2.1 -pD2.2 -pD3 -pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 8.6 9.4 - 9.4 3.6

em que:fm.d

fck.d

fm.c.d

fk.cal.d

- resistência à compressão da argamassa ao dia d obtida com base na curva da evolução da resistência em relação à idade, em MPa.

- resistência à compressão do microbetão ao dia d obtida com base na curva da evolução da resistência em relação à idade, em MPa.

- resistência à compressão da argamassa ao dia d rectificada pela condição do Eurocode 6 fm.c= min(20; 2*fb; fm ), em MPa.

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^ α .fm^ β , tomando para cálculo valores aos dias d , em MPa.

grupo 4 empresa B 8.6 10.4 9.4 10.4 3.6

12.4 3.8grupo 3 empresa B 8.6 12.4

empresa B 8.6 11.6 11.6 3.7

9.8 3.6

grupo 2

empresa B 8.6 9.8

empresa A 3.8 11.4 4.6 1.7

5.6 1.8

grupo 1

empresa A 3.8 14.0

resistência rectificada da

argamassa (MPa)

resistência característica da alvenaria

(MPa)grupo designação do

proveteorigem dos elementos


5.3.1.2. Módulo de elasticidade dos provetes.

Segundo o Eurocode 6, o valor do módulo de elasticidade E pode ser estimado em

função da resistência característica à compressão da alvenaria, fk, através da relação:

E = 1000 . fk



No Quadro 5.13 resumem-se os valores do módulo de elasticidade determinados para cada

provete individual através do diagrama tensão-extensão (ver Anexo III) e obtidos após o

tratamento de resultados provenientes da realização de ensaios.

Quadro 5.13 – Módulo de elasticidade resultante da análise dos resultados experimentais.

valores experimentais individual

fk.exp.d Ei.dpA1 708pA2 542pA3 363pB1 277pB2 213pB3 250pC1 132pC2 219pC3 186pD1 145

pD2.1 158pD2.2 1619pD3 1688pE1 2415pE2 1911

grupo 5 pF1 empresa B 3.6 1553

em que:fk.exp.dEi.d E.exp.d

módulo de elasticidade da alvenaria (MPa)

médio

E.exp.d

resistência característica da alvenaria (MPa)

grupo 4 empresa B

1553

4.3



grupo 1

empresa A

empresa A

2163

538

247

179

158

1654

1.0

1.0

2.1

2.0

6.0

empresa Bgrupo 3

empresa B

grupo 2

empresa B

- resistência característica à compressão experimental da alvenaria ao dia d , em MPa.- módulo de elasticidade de cada provete ensaiado ao dia d , em MPa.- módulo de elasticidade da amostra constituída por provetes ensaiados ao d dia, em MPa.

No Quadro 5.14 apresentam-se os valores do módulo de elasticidade E em função da

resistência característica à compressão da alvenaria aos 28 dias, fk, apresentada no Quadro 5.11,

e estimados através do Eurocode 6 de acordo com a relação definida.

No Quadro 5.15 apresentam-se os valores do módulo de elasticidade, determinados

através do Eurocode 6, em função da resistência característica à compressão da alvenaria aos d

dias apresentada no Quadro 5.12.




Quadro 5.14 – Módulo de elasticidade resultante do cálculo da resistência pelo EC6 aos 28 dias.

cálculo EC6

fk.calpA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 4.0em que:

fk.cal

E.cal

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^ α .fm^ β , tomando para cálculo valores aos 28 dias, em MPa.

- módulo de elasticidade da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 E=1000.fk , tomando para cálculo valores aos 28 dias, em MPa.


empresa A

grupo 1

empresa A

grupo 2

grupo 4 empresa B

grupo 3 empresa B

empresa B

empresa B


4.0

2.0

3.8

3.8

3.8

E.cal

2.0

3763

4015

4036

1973

1973

3788

3763

módulo de elasticidade da alvenaria (MPa)resistência característica da alvenaria (MPa)

a partir de fk.cal

Quadro 5.15 – Módulo de elasticidade resultante do cálculo da resistência pelo EC6 aos d dias.

cálculo EC6

fk.cal.dpA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 3.6em que:

fk.cal.d

E.cal.d



resistência característica da alvenaria (MPa) módulo de elasticidade da alvenaria (MPa)

a partir de fk.cal

E.cal.d

grupo 1

empresa A 1.8 1821

empresa A 1.7 1737

grupo 2

empresa B 3.6 3581

empresa B 3.7 3742

grupo 3 empresa B 3.8 3802

grupo 4 empresa B 3.6 3634

3550

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^ α .fm^ β , tomando para cálculo valores aos dias d, em MPa.

- módulo de elasticidade da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 E=1000.fk , tomando para cálculo valores aos dias d, em MPa.



5.3.2. Comparação de valores.

Neste ponto apresentam-se os valores obtidos na realização dos ensaios, da resistência à

compressão e do módulo de elasticidade, e comparam-se com os valores resultantes da aplicação

das expressões do Eurocode 6, definindo parâmetros de relação entre esses valores (ver Quadro

5.16). Esta comparação serve para verificar a diferença de valores e permitir definir critérios de

obtenção dos coeficientes α e β da expressão apresentada em 5.3.1.1.

Quadro 5.16 – Comparação de valores experimentais e valores de cálculo aos d dias.

relação relação

experimental cálculo experimental cálculo

fk.exp.d fk.cal.d E.exp.d E.cal.dpA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 3.6 3.6 1.03 1553 3550 0.44

em que:fk.exp.dfk.cal.d

E.exp.d E.cal.d

1.12

1.66grupo 4 empresa B 6.0 3.6


0.55

0.59

0.55

0.54

3634 0.60

1654 3802 0.43

2163

3742 0.04

179 3581 0.05

158

grupo 2

empresa B 2.1 3.6

empresa B 2.0 3.7

1737 0.14

538 1821 0.30

247

grupo 1

empresa A 1.0 1.8

empresa A 1.0 1.7


E.exp.d/E.cal.dgrupo

designação do provete



fk.exp.d/fk.cal.d

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^α .fm^β , tomando para cálculo valores aos dias d, em MPa.


- resistência característica à compressão experimental da alvenaria ao dia d , em MPa.

- módulo de elasticidade da amostra constituída por provetes ensaiados ao d dia, em MPa.

De acordo com a relação obtida entre os valores experimentais e os valores resultantes

da aplicação das expressões do Eurocode 6 verifica-se que:

- a média da relação de tensões nos provetes, excepto Grupo 4..................................... = 0.730

- a média da relação de tensões nos provetes ensaiados na prensa, excepto Grupo 4.... = 1.075

- a média da relação de tensões nos provetes ensaiados no pórtico, excepto Gr. 1 e 4...= 0.565

- as tensões dos provetes ensaiados na prensa são maiores do que as tensões dos

provetes ensaiados no pórtico na razão de.................................................................... = 1.902




- a média da relação dos módulos de elasticidade nos provetes, excepto Grupo 4......... = 0.234

- média da relação dos módulos de elasticidade nos provetes ensaiados na prensa,

excepto Grupo 4............................................................................................................ = 0.436

- a média da relação dos módulos de elasticidade nos provetes ensaiados no

pórtico (Grupo 1).......................................................................................................... = 0.219


pórtico (Grupo 2).......................................................................................................... = 0.046

- os módulos de elasticidade dos provetes ensaiados na prensas são maiores do

que os módulos de elasticidade dos provetes ensaiados no pórtico do Grupo 1

na razão de.................................................................................................................... = 1.995

- os módulos de elasticidade dos provetes ensaiados na prensas são maiores do


na razão de.................................................................................................................... = 9.468

Ou seja, as resistências obtidas nos provetes ensaiados na prensa deram resultados cerca

de 90% superiores às resistências obtidas nos ensaios dos provetes realizados no pórtico. Esta

acentuada diferença justifica-se pela diferença de rigidez dos dois aparelhos de ensaio e

consequentemente pela transmissão de energia que cada um efectua durante a aplicação de

cargas.

Os resultados permitem concluir ainda que a média da relação tensão-extensão nos

ensaios realizados na prensa tem um valor maior do que a mesma relação para os ensaios

realizados no pórtico. A justificação desta afirmação reside no referido facto da prensa ser uma

aparelho com maior rigidez do que o pórtico e verificando-se pelos resultados do módulo de

elasticidade apresentados. Para provetes de semelhante constituição, a média do módulo de

elasticidade resultante para provetes ensaiados na prensa é cerca de 9,5 vezes a média do módulo

de elasticidade dos provetes ensaiados no pórtico.



5.3.3. Ajustamento de resultados experimentais dos provetes.

Uma vez que os ensaios foram realizados em aparelhos diferentes, a comparação de

valores com um grau de confiança razoável torna-se difícil. Assim, em função das considerações

estabelecidas anteriormente, procurou-se efectuar um ajustamento dos resultados obtidos na

realização dos ensaios no pórtico, na esperança de que se todos os ensaios tivessem sido

efectuados na prensa, a comparação de valores resultantes dos ensaios experimentais e das

expressões do Eurocode 6, dariam menores diferenças. Importa realçar que este ajustamento tem

apenas um significado qualitativo e informativo da ordem de grandeza dos resultados.

No Anexo IV apresenta-se a determinação dos coeficientes correctivos, quer para a

resistência à compressão, quer para o módulo de elasticidade, com o objectivo de converter os

valores obtidos nos ensaios realizados no pórtico para valores possíveis se realizados na prensa.

A obtenção do coeficiente correctivo da resistência à compressão aos d dias foi feita

pela relação da média das tensões experimentais dos provetes ensaiados na prensa e no pórtico, à

excepção dos provetes em que foi utilizado microbetão (Grupo 4).

A obtenção do coeficiente correctivo do módulo de elasticidade aos d dias foi feita pela

relação da média dos módulos de elasticidade dos provetes ensaiados na prensa e no pórtico para

elementos de idêntica constituição, à excepção dos provetes em que foi utilizado microbetão

(Grupo 4).

No Quadro 5.17 apresentam-se os valores experimentais ajustados aos d dias da

resistência à compressão e do módulo de elasticidade (ver Anexo IV) e os respectivos valores

obtidos pelas expressões regulamentares definidas no Eurocode 6, bem como o parâmetro de

relação entre esses valores.




Quadro 5.17 – Comparação de valores rectificados e valores de cálculo aos d dias.

relação relação

ajustada cálculo ajustado cálculo

fk.ajust.d fk.cal.d E.ajust.d E.cal.dpA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 3.6 3.6 1.03 1553 3550 0.44

em que:fk.ajust.dfk.cal.d

E.ajust.d E.cal.d

1008

1705

1654

1.05 1737

grupodesignação do

provete

2163




3.9

3.8

3.6grupo 4 empresa B

empresa A

1.66 3634 0.60

2198 18211.9 1.8

1.7

3.6

1.21

3.7

grupo 3 empresa B

grupo 2

empresa B

empresa B

grupo 1

empresa A

0.43

0.40

0.58

0.48

6.0

4.3 1.12 3802

1.04 1501 3742

1.8

4.0 1.13 3581

fk.ajust.d / fk.cal.d

E.ajust.d / E.cal.d

1.06

- resistência característica à compressão experimental ajustada da alvenaria ao dia d , em MPa.

- resistência característica à compressão da alvenaria determinada pela expressão do Eurocode 6 fk=K.fb^α .fm^β , tomando para cálculo valores aos dias d, em MPa.

- módulo de elasticidade ajustado da amostra constituída por provetes ensaiados ao d dia, em MPa.


Com base nos valores apresentados no Quadro 5.17 verifica-se que:

- a média da relação de tensões nos provetes, excepto Grupo 4..................................... = 1.070

- a média da relação de tensões nos provetes ensaiados na prensa, excepto Grupo 4.... = 1.075

- a média da relação de tensões nos provetes ensaiados no pórtico, excepto Gr. 1 e 4...= 1.081

- as tensões dos provetes ensaiados na prensa são maiores do que as tensões dos

provetes ensaiados no pórtico na razão de.................................................................... = 0.994

- a média da relação dos módulos de elasticidade nos provetes, excepto Grupo 4......... = 0.590

- média da relação dos módulos de elasticidade nos provetes ensaiados na prensa,

excepto Grupo 4............................................................................................................ = 0.436


pórtico (Grupo 1).......................................................................................................... = 0.894


pórtico (Grupo 2).......................................................................................................... = 0.439



- os módulos de elasticidade dos provetes ensaiados na prensa são maiores do


na razão de.................................................................................................................... = 0.488

- os módulos de elasticidade dos provetes ensaiados na prensa são maiores do


na razão de.................................................................................................................... = 0.994

Ou seja, após o ajustamento dos valores obtidos experimentalmente para valores

esperados caso os ensaios tivessem sido realizados sempre na prensa, verifica-se que as

resistências obtidas nos provetes ensaiados dariam valores da mesma ordem de grandeza quando

comparados com os valores obtidos por aplicação das expressões do Eurocode 6. Refira-se

novamente que estes valores ajustados apresentados no Quadro 5.17 não seriam os valores que se

obteriam se os ensaios tivessem sido ensaiados na prensa, mas sim valores que representam

talvez a sua ordem de grandeza, e por isso ter sido afirmado anteriormente que serviam apenas

como indicadores qualitativos.

A rectificação utilizada para os módulos de elasticidade não será a que mais se adapta

aos resultados que se obteriam se os ensaios tivessem sido utilizados na prensa, uma vez que este

parâmetro depende da relação das cargas aplicadas e dos deslocamentos resultantes. No entanto,

verifica-se pelos valores apresentados, que a média da relação dos módulos de elasticidade dos

provetes de semelhante constituição (Grupo 2 e Grupo 3) ajustados e obtidos pelo cálculo têm

valores idênticos, e por isso a razão entre eles tem um valor próximo da unidade. O mesmo não

se verifica nos provetes do Grupo 1. Nestes, a razão dos módulos de elasticidade ajustados e

obtidos pelo cálculo, é da ordem dos 50%. A diferença das razões apresentadas entre o Grupo 1 e

os Grupos 2 e 3 deve-se basicamente à constituição dos provetes.

Os valores obtidos da resistência à compressão e os respectivos valores ajustados

podem ainda comparar-se com os resultados da Fórmula de Haller (ver 5.3.1.1), uma vez que

esta fórmula se aplica a provetes de alvenaria não armada (ver Quadro 5.18).




Quadro 5.18 – Comparação de valores experimentais e ajustados com valores obtidos pela Fórmula de Haller.

elementos argamassa rectificada

fb fm.c.d fk.exp.d fk.ajust.d por HallerpA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 8.6 9.4 3.6 3.6 3.7

em que:fm.c.d

fk.exp.dfk.ajust.dfk. Haller

resistência característica da alvenaria

(MPa)

8.6

3.8

8.6

8.6

4.6

9.8

12.4

10.4

1.8

1.7

3.7

4.0

4.1

1.8

4.0

4.3 4.3

2.1

6.0 6.0grupo 4 empresa B 3.8

grupo 3 empresa B

2.0 3.9

grupo 2

empresa B

empresa B 8.6 11.6

5.6

1.0


1.9

grupo 1

empresa A 3.8 1.0

empresa A

resistência característica experimental da alvenaria

resistência característica ajustada da alvenaria



- resistência característica à compressão experimental ajustada da alvenaria ao dia d , em MPa.- resistência característica à compressão experimental da alvenaria ao dia d , em MPa.

- resistência à compressão da argamassa ao dia d rectificada pela condição do Eurocode 6 fm.c= min(20; 2*fb; fm ), em MPa.

- resistência característica à compressão da alvenaria ao dia d obtida por aplicação da expressão de Haller fk= [(1+1,5.fb)^0.5-1]*(0,8+0,057.fm) e tomando para cálculo valores aos d dias, em MPa.

De acordo com o Quadro 5.18 verifica-se que a correcção efectuada permite obter

valores da mesma ordem de grandeza dos obtidos pela Fórmula de Haller.

5.4. Determinação dos coeficientes da expressão fk = K . fbα . fm

β.

A determinação dos coeficientes da expressão fk = K . fbα . fm

β e o método utilizado são

apresentados no Ponto IV.2 do Anexo IV.

Para a determinação dos coeficientes foi utilizado o método dos mínimos quadrados,

aplicado à expressão de cálculo logaritmizada, não contabilizando os valores obtidos dos

provetes ensaiados com preenchimento dos vazados com microbetão.



Refere-se que, de acordo com o Eurocode 6, a resistência à compressão da argamassa

foi corrigida segundo a condição fm ≤ min (20 MPa ; 2.fb ; fm).

Apresentam-se assim as expressões com os coeficientes obtidos que relacionam a

resistência à compressão dos blocos, da argamassa e dos provetes de alvenaria, e que são válidas

para o estudo realizado:

a) Para os valores obtidos experimentalmente, sem efectuar o ajustamento para valores

possíveis de obter se todos os ensaios tivessem sido realizados na prensa tem-se:

. para a determinação dos coeficientes K, α e β: fk = 0.14 . fb0.89 . fm

0.45

. assumindo K = 0.5, e determinando α e β: fk = 0.50 . fb1.45 . fm

−0.61

b) Para os valores experimentais ajustados e possíveis de terem sido obtidos se todos os

ensaios tivessem sido realizados na prensa tem-se:


0.32


0.31

c) Efectuou-se ainda uma confirmação do método utilizado, determinando os coeficientes

tendo por base a relação de valores obtidos segundo a expressão e respectivos

coeficientes apresentados no Eurocode 6:


0.25


0.25

Confirma-se assim que o método utilizado na determinação dos coeficientes é

extremamente fiável.

A expressão apresentada no Eurocode 6 não contempla a utilização do microbetão sem

armaduras verticais. No entanto, no Quadro 5.17 verificou-se que a simples utilização do

microbetão (ver valor da resistência à compressão dos provetes do Grupo 4) provoca um




acréscimo da resistência à compressão da alvenaria de 41,2% se for feita a comparação à

resistência à compressão de provetes de constituição semelhante sem utilização de microbetão

(provetes do Grupo 3). Se se efectuar uma comparação do valor obtido com o valor resultante da

aplicação do Eurocode 6, esse acréscimo de resistência é da ordem dos 66%.

Assim sendo, a expressão do Eurocode 6 deveria contemplar a contribuição do

microbetão simples na determinação da resistência à compressão através de uma expressão do

tipo:

fk = K . fbα . fm

β . fckγ

em que:

fck = resistência à compressão do microbetão,

γ = coeficiente que traduz a influência do microbetão na determinação da

resistência característica à compressão da Alvenaria.

Tendo em conta as expressões anteriormente apresentadas, designadamente as

expressões obtidas para valores ajustados e as expressões apresentadas no Eurocode 6, e em

função dos valores apresentados para os provetes do Grupo 4, obtinham-se os valores para o

coeficiente γ. A determinação este coeficiente foi feita com base nas expressões apresentadas

anteriormente e confirmada pelos pelo uso do método dos mínimos quadrados aplicado à

expressão proposta de cálculo logaritmizada.

Desta forma, as expressões tomavam a seguinte forma:

a) Para os valores experimentais ajustados e possíveis de terem sido obtidos se todos os

ensaios tivessem sido realizados na prensa, entrando com a contribuição do microbetão,

tem-se:


0.32 . fck0.20


0.31 . fck0.19



b) Para os valores obtidos segundo a expressão e respectivos coeficientes apresentados no

Eurocode 6:


0.25 . fck0.23


0.25 . fck0.23

Assim preconizam-se valores para o coeficiente γ definidos no intervalo de 0,20 a 0,25.




6.1. Considerações gerais.

Procurou-se com este trabalho realizar um estudo de caracterização de produções

nacionais de blocos de betão com vista a aplicação do Eurocode 6 e à possibilidade de utilizar na

construção de edifícios o sistema da alvenaria estrutural.

Sobre as produções foi realizado um estudo detalhado dos blocos nas suas diversas

características, tendo sido dado especial interesse à resistência à compressão.

Com o objectivo de analisar a influência da argamassa no comportamento das alvenarias

foram realizados diversos estudos, para além dos realizados nas argamassas utilizadas na

montagem dos diversos provetes ensaiados.

Foi ainda efectuado um estudo da resistência do microbetão utilizado em apenas dois

provetes.

Na montagem dos provetes procurou seguir-se os mesmos procedimentos e foram

sempre executadas pelo mesmo técnico, conforme descrição no Capítulo 4.

Em função do modelo de aplicação de cargas, do tipo de blocos, do preenchimento ou

não dos vazados por microbetão e no tipo de argamassa utilizados foram definidos diferentes

grupos de análise de resultados.




Foram desenvolvidos os principais aspectos referentes a este estudo:

- retrospectiva histórica das alvenarias;

- exigências e tipologias das estruturas de alvenaria, e materiais utilizados na sua

construção;

- caracterização dos diferentes constituintes das alvenarias: blocos de betão, argamassa

normal, argamassa de cal e microbetão.

- modelos de ensaio utilizados na determinação das resistências dos provetes;

- determinação das resistências das alvenarias quer através dos ensaios realizados, quer

através das expressões do Eurocode 6, e comparação entre esses valores;

- aplicação dos critérios normativos e definição dos coeficientes da expressão de cálculo

da resistência à compressão da alvenaria constante no Eurocode 6 em função dos

resultados obtidos.

As principais dificuldades do trabalho prenderam-se sobretudo com os seguintes

aspectos:

- demorada recolha bibliográfica sobre o assunto em análise, sobretudo devido à pouca

documentação existente comparada com outros assuntos, originada pela falta de mais

investigadores nesta área, a nível nacional.

- o interesse do local e do equipamento de ensaio na obtenção de resultados

experimentais;

- a caracterização experimental dos elementos constituintes da alvenaria e dos provetes

representativos na alvenaria exige de uma forma custosa um enorme dispêndio de tempo

sendo difícil, senão mesmo impossível cumprir a calendarização traçada inicialmente,

tanto mais quando o conhecimento deste aspecto é reduzido;

- alteração não prevista dos agregados que compõem as argamassas que acabou por

afectar os resultados.



- as condições de trabalho impossíveis de manter ao longo da caracterização

experimental, devido a mudanças das instalações do Departamento de Engenharia Civil

para o Pólo II da Universidade, que originaram naturalmente mudança de equipamentos

importantes na obtenção de resultados.

- a quantidade de trabalhos de investigação que decorriam ao mesmo tempo no

Laboratório de Ensaios de Materiais originou atrasos constantes na realização dos

ensaios, para os quais se exigiam condições humanas e físicas indispensáveis.

Pensa-se que os aspectos positivos do trabalho são:

- contribuir, mesma que de uma forma mínima, para valorização da técnica de construção

de estruturas de alvenaria, e para uma visão, tanto quanto possível, o mais integrada de

alguns dos seus aspectos essenciais, sobretudo no seu comportamento a acções de

compressão;

- verificar a possibilidade de dotar os blocos de betão existentes no mercado com vista à

sua aplicação em alvenaria estrutural;

- ter a noção que o conhecimento das características dos elementos constituintes das

alvenarias e a sua definição exigente quer qualitativa, quer quantitativamente, poderá

permitir implementar e melhorar substancialmente a capacidade resistente das estruturas

de alvenaria;

- concluir que existe a necessidade de realização de estudos mais aprofundados com o

objectivo de contabilizar a influência do microbetão na expressão de cálculo da

resistência à compressão;

- contribuir para o desenvolvimento desta técnica de construção, muito embora, pouco

utilizada em Portugal;

- procurar, por princípio estabelecer uma ligação entre instituições de mercado com

instituições de investigação;




6.2. Conclusões.

i) Blocos de betão.

Os betões utilizados usados na produção de blocos de betão para alvenaria apresentam

especificidades relativamente aos betões normais utilizados em obra. Caracterizam-se por serem

betões terra-húmida, realizados apenas com agregados cuja máxima dimensão é limitada

podendo no entanto incorporarem aditivos, muito embora, as produções analisadas não o façam.

As dosagens de cimento e água deverão ser baixas, quer devido a factores económicos,

quer devido à exigência de moldagem e desmoldagem instantânea que caracteriza a fabricação

dos blocos de betão. Dever-se-á assim realizar um programa de estudos de composição do betão

com o fim de melhorar o comportamento mecânico dos blocos. Na análise efectuada, verificou-

se que a utilização de cimento de classe superior, permite melhores resistências, o que, aliás,

seria de esperar.

Os agregados deveriam ser devidamente resguardados das variações climatéricas,

sobretudo das variações de humidade, utilizando-se para isso, pelo menos espaços cobertos de

armazenamento em maior escala, e não apenas nos silos, de onde são recolhidos

automaticamente para a misturadora. Desta forma, poderia adoptar-se por dosagens controladas

da quantidade de água a introduzir na mistura, o que não acontece nas produções analisadas e nas

produções em geral. Esta recomendação destina-se, sobretudo, às empresas de fabricação de

blocos de betão em geral.

A cura dos blocos deveria ser efectuada através do fornecimento de vapor a

temperaturas controladas, o que garantia melhores resultados a curto prazo e um maior controlo

de qualidade na obtenção do produto final. Esse aspecto não se verifica nas produções

analisadas.



A diferença de resultados verificada na caracterização experimental efectuada sobre os

blocos das duas produções deve-se essencialmente à composição granulométrica que cada

produção utiliza e à definição geométrica dos blocos.

ii) Fabrico de blocos de betão.

Face aos resultados obtidos na caracterização experimental relativa ao comportamento

mecânico das alvenarias sujeitas à compressão e a fim dos blocos poderem ser utilizados em

estruturas de alvenaria resistente, pode afirmar-se que:

- Os blocos produzidos pela Empresa A, não satisfazem os critérios definidos na

regulamentação aplicável quanto às dimensões, devendo por isso adoptar simplesmente

outro tipo de moldes.

- Os blocos de ambas as produções utilizados na realização dos provetes ensaiados são

classificados como admissíveis para estruturas de alvenaria resistente;

- Os blocos da Empresa A apresentam valores de resistência à compressão menores do

que os blocos da Empresa B e isso reflecte-se nos resultados obtidos nos ensaios dos

respectivos provetes. Os provetes constituídos pelos primeiros blocos atingem a rotura

para tensões inferiores à tensão obtida nos provetes constituídos pelos blocos da

Empresa B. Como foi já referido, essa diferença deve-se à composição granulométrica e

à geometria dos blocos.

iii) Argamassas.

- Os tipos de argamassas utilizadas, argamassa de composição normal e argamassa de cal,

satisfazem os valores mínimos de resistência à compressão preconizados na

regulamentação com vista à sua utilização em estruturas de alvenaria resistente.

- A diferença de valores de resistência à compressão verificada entre as duas argamassas

não altera de modo significativo os valores obtidos para as resistências dos provetes à

compressão, mostrando que a composição utilizada é adequada para o objectivo que se

pretende.




iv) Microbetão.

- O microbetão utilizado não possui a resistência mínima para ser utilizado no

preenchimento de vazados em estruturas de alvenaria.

- Verifica-se, mesmo assim, que a sua utilização, mesmo sem a utilização de armaduras,

melhora em cerca de 50% os valores de resistência à compressão da alvenaria, muito

embora o número de provetes utilizados não sejam suficientes para garantir para esta

conclusão seja uma verdade absoluta mas sim, permitir uma definição qualitativa da

ordem de grandeza do acréscimo de resistência. Esta percentagem, de valor semelhante

aos valores obtidos para a percentagem de furação dos blocos de betão, refere-se em

termos globais ao preenchimento dos vazados com microbetão.

v) Provetes de alvenaria.

- Em virtude de se ter efectuado alterações na forma de realização dos ensaios,

designadamente, do tipo de aparelho de aplicação de cargas, verificaram-se alterações

significativas nos resultados. Os ensaios realizados na prensa permitiram valores da

resistência à compressão mais próximos dos obtidos pela aplicação das expressões do

Eurocode 6, quer quanto à resistência à compressão, quer quanto aos valores dos

módulos de elasticidade. Esta grandeza justifica-se pela maior rigidez que a prensa tem

na transmissão de cargas relativamente ao pórtico. No entanto verifica-se que, mesmo

assim, os valores do módulo de elasticidade divergem, e em muito, dos definidos pela

expressão E = 1000 . fk do Eurocode 6.

- Foi adoptado um critério de ajustamento dos valores obtidos experimentalmente nos

ensaios realizados no pórtico, a fim de se obterem valores representativos de uma ordem

de grandeza talvez esperada se esses ensaios tivessem sido realizados na prensa. As

conclusões foram satisfatórias, evidenciando que, se todos os ensaios tivessem sido

realizados na prensa, a resistência à compressão dos provetes tomava valores próximos

da resistência obtida por aplicação das expressões do Eurocode 6. Para validação do



critério de ajustamento adoptado, foi feita uma comparação entre os valores obtidos e

outros determinados pela Fórmula de Haller, tendo-se chegado a valores semelhantes.

- Na determinação dos coeficientes, utilizando os valores ajustados, muito embora haja

consciência de que estes não representam valores realmente obtidos, obtiveram-se

valores positivos e coerentes quanto à influência de cada constituinte no comportamento

mecânico das alvenarias. Tal não aconteceu com a utilização dos valores de resistência

obtidos experimentalmente.

- Os coeficientes determinados têm a mesma ordem de grandeza dos coeficientes

apresentados no Eurocode 6. Foram obtidos os valores α ≅ 0.60 e β ≅ 0.30, mas no

entanto as amostras utilizadas e as condições em que estes valores foram determinados

não permitem afirmar com segurança que estes coeficientes são aqueles que deverão ser

adoptados para a expressão fk = K . fbα . fm

β a nível nacional.

- Apresentou-se ainda uma expressão de cálculo da resistência à compressão da alvenaria

adequada aos estudos efectuados e caracterizada também pela contribuição do efeito do

microbetão na determinação dessa resistência. Da expressão resultante, preconiza-se

que o coeficiente que traduz a influência deste constituinte, γ, seja definido no intervalo

de 0,20 a 0,25.

6.3. Sugestões para futuros trabalhos.

Uma vez que a construção em Portugal não tem uma tradição na modelação de

estruturas em alvenaria resistente torna-se fundamental o desenvolvimento de estudos e de

investigações nesta área, bem como métodos de sensibilização das empresas construtores e das

empresas produtoras de blocos específicos para aquele tipo de estruturas, aproveitando as




condições que neste momento usufruem, melhorando simplesmente a qualidade de fabricação e

efectuando estudos de dosagem adequada com vista à melhoria do seu comportamento mecânico.

Os métodos de sensibilização passam pela definição de critérios e de regras, quer de

dimensionamento, quer de fabricação, quer de utilização na construção, estudados e definidos

por técnicos qualificados para o efeito, como são os investigadores e projectistas, com o

objectivo final de estabelecer uma maior facilidade e confiança na execução de estruturas deste

género.

Assim sendo podem ser efectuados trabalhos de carácter analítico ou de carácter

experimental.

i) trabalhos de carácter analítico:

- Simular, através do método dos elementos finitos, o comportamento de painéis de

alvenaria, analisando a influência de forma cruzada das características dos blocos de

betão de diferentes tipos, das argamassas de classes e tipos de composição diferentes, e

da existência ou não de microbetão no preenchimento de vazados, quando sujeitos a

solicitações combinadas ou não de tensões de compressão, de tensões de corte e de

tensões de flexão.

- Simular o efeito de acções dinâmicas aplicadas em estruturas tridimensionais de

alvenaria e compará-las com o comportamento de outros tipos de estruturas,

inicialmente em edifícios de pequeno porte, prosseguindo depois para edifícios altos.

- Desenvolver e divulgar de forma mais explícita, processos de trabalho e de

dimensionamento de estruturas de alvenaria com o objectivo de implementar esta

técnica no mercado de forma racional, especialmente entre os técnicos.

- Realizar trabalhos comparativos, quer em termos de dimensionamento, quer em termos

de custos, entre esta técnica de construção e outras.



ii) trabalhos de carácter experimental:

- Desenvolver técnicas de assentamento de blocos, designadamente de distribuição da

argamassa, verificar a influência e quantificar o efeito resultante da utilização de

diferentes espessuras da argamassa no comportamento dos painéis de alvenaria.

- Estudar o efeito de acções horizontais aplicadas a provetes simples sujeitos à

compressão. Analisar o efeito da existência de microbetão e da introdução ou não de

armaduras verticais e/ou horizontais para resistirem a combinações de esforços.

Relacionar os resultados com os resultantes da aplicação das expressões do Eurocode 6.

- Analisar de forma detalhada a influência do microbetão no comportamento da alvenaria

estrutural sob o ponto de vista mecânico e desenvolver quantitativa e qualitativamente o

efeito de aderência aos blocos de betão, efectuando comparações entre os resultados

experimentais e os resultados obtidos pela aplicação das expressões do Eurocode 6.



Referências bibliográficas. 1- ABRANTES, J. N. – Utilização de alvenarias confinadas na construção de edifícios em

Portugal. Comunicação ao SIMATEC (Tema C), Lisboa, IST, 1985. 2- AFNOR – NF P 13-305: Briques pleines ou perforées et blocs perforés en terre cuite a

enduire. Paris, AFNOR, Octobre 1983. 3- AFNOR – NF P 13-306: Blocs perforés en terre cuite destinées a rester apparentes.

Paris, AFNOR, Octobre 1983. 4- AFNOR – NF P 14-301: Aggloméres. Blocs en béton de granulats courants pour murs

et cloisons. Paris, AFNOR, Octobre 1983. 5- ASSIMAGRA – A pedra na história da Arquitectura. Revista trimestral “APEDRA”,

Publicação n.º55/56 do ano XIV. ASSIMAGRA, Jan/Jun 1995. 6- ASTM – ASTM C90 – Standard specification for hollow non-load bearing concrete

masonry units. Annual book of ASTM Standards, Part 16, 1985. 7- BRANCO, J. P. – Historial e finalidades da construção. Edição E. P. Gustave Eiffel. 8- BSI – BS 5628 – Structural Use of Masonary: part 1. Structural use of unreinforced

masonary. British Standards Institution. London, 1992. 9- BSI – BS 6073: Part 1 – Precast concrete masonry units: specification for precast

concrete masonry units. British Standards Institution. London. 10- BSI – BS 6073: Part 2 – Precast concrete masonry units: method for specifying precast

concrete masonry units. British Standards Institution. London, 1981. 11- BSI – Code of practice for Walling: part 1. Brick and block masonary. British Standards

Institution. London, 1973. 12- CARVALHO, E. C.; OLIVEIRA, C. S. – Construção anti-sísmica. Edifícios de pequeno

porte. Lisboa, LNEC, 1985. 13- CARVALHO, F. R.; PIRES, F. M. G. – Inquérito à produção nacional de materiais para

alvenaria. Planeamento de estudos. Relatório, Lisboa, LNEC, 1986. 14- CEN – ENV 1996-1-1: Eurocode 6 - Design of masonry structures. Part 1-1: General

rules for buildings – Rules for reinforced and unreinforced masonary. CEN, June 1995. 15- CEN – ENV 1996-1-2: Eurocode 6 - Design of masonry structures. Part 1-2: General

rules – Structural fire design. CEN, July 1995.




16- CEN – PrEN 1015-11: Methods of test for mortar for masonry. Part ll: Determination

of flexural and compressive strength of hardened mortar. CEN, January 1995. 17- CEN – PrEN 1015-6: Methods of test for mortar for masonry. Part 6: Determination of

bulk density of fresh mortar. CEN, January 1995. 18- CEN – PrEN 1052-1: Methods of test for masonry. Part 1: Determination of

compressive strength. CEN, September 1995. 19- CEN – PrEN 771-3: Specification for masonary units. Aggregate concrete masonary

units. CEN, 1993. 20- CEN – PrEN 772-1: Methods of test for masonary units. Part 1: Determination of

compressive strength. CEN, June 1992. 21- CEN – PrEN 772-11: Methods of test for masonary units. Part 11: Determination of

water absorption of clay and aggregate concrete masonary units due to capillary action. CEN, June 1992.

22- CEN – PrEN 772-13: Methods of test for masonary units. Part 13: Determination of net

and gross dry density of masonry units. CEN, June 1992. 23- CEN – PrEN 772-16: Methods of test for masonary units. Part 16: Determination of

size and dimensions. CEN, November 1994. 24- CEN – PrEN 772-2: Methods of test for masonary units. Part 2: Determination of

percentage area of voids in perfored and hollow masonry units. CEN, June 1992. 25- CEN – PrEN 772-8: Methods of test for masonary units. Part 8: Determination of

water absorption of aggregate concrete masonary units by soaking. CEN, June 1992. 26- CEN – PrEN 998-2: Specification for mortar for masonary. Part 2: Masonary mortar.

CEN, January 1993. 27- CIB, publicação 94 – International recommendations for design and erection of

unreinforced and reinforced masonry structures. International Council for Building Research Studies and Documentation, 1987.

28- CONSTRUCCION – Enciclopedia de la Construccion: Proyetos y Materiales. Novas

Bibliotecas de la Construccion. Spain, 1994. 29- COSTA, J. M. F. M. – Alvenarias resistentes: materiais, dimensionamento e disposições

construtivas. Provas de aptidão pedagógica e capacidade científica. FEUP, 1986. 30- COUTINHO, A. S. – Fabrico e propriedades do betão. Volume I e II. Lisboa, LNEC,

1988.



31- COUTINHO, A. S.; GONÇALVES A. – Fabrico e propriedades do betão. Volume III.

Lisboa, LNEC, 1994. 32- ÉCOLE D’AVIGNON – Techniques et pratique de la chaux. Eyroles, 1997. 33- Ediclube – Grande Dicionário Enciclopédico Ediclube. Ediclube, Edição e Promoção do

Livro, Lda. 1996. 34- FARINHA, J. S. B.; REIS, A. C. – Tabelas Técnicas. Lisboa, IST. 35- GUERRA, F. – História da Engenharia em Portugal. Livraria Lopes da Silva. 1995. 36- HEGEMIER, G. A.; MILLER, M. E.; NUNN, R. O. – Grout-block strength in concrete

masonry. Report n.º UCSD/AMES/TR-78/001, University of California, San Diego, 1978. 37- HEYMAN, J. – The Gothic structure. Interdisciplinary Science Reviews, Vol. 2, N.º 2,

1977. 38- HEYMAN, J. – The Stone Skeleton. Int. J. Solids Structures, Vol. 2, pp. 249 to 279, 1966.

Pergamon Press Ltd. Printed in Great Britain. 39- HEYMAN, J. – The Theory, Practice and Repair of Masonry Structures. Wolfson

College, Cambridge. 40- IGPAI – NP 1379: Areias para argamassas e betões. Analise granulométrica. Lisboa,

IGPAI, 1976. 41- IGPAI – NP 1383: Betões. Preparação de provetes para ensaios de compressão e flexão.

Lisboa, IGPAI, 1976. 42- IGPAI – NP 581: Areias para argamassas e betões. Determinação das massas volúmicas

e da absorção de água de britas e godos. Lisboa, IGPAI, 1969. 43- IGPAI – NP 87: Consistência do betão. Ensaio de abaixamento. Lisboa, IGPAI, 1964. 44- IGPAI – NP 954: Areias para argamassas e betões. Determinação das massas volúmicas

e da absorção de água de areias. Lisboa, IGPAI, 1973. 45- IGPAI – NP 955: Areias para argamassas e betões. Determinação da baridade. Lisboa,

IGPAI, 1973. 46- IGPAI – NP 956: Areias para argamassas e betões. Determinação dos teores em água

total e em água superficial. Lisboa, IGPAI, 1973. 47- INCM – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios.

Decreto-Lei n.º 40/90, de 6 de Fevereiro. Lisboa, 1990.




48- INCM – Regulamento de Segurança contra Incêndio. Decreto-Lei n.º 64/90, de 21 de

Fevereiro. Lisboa, 1990. 49- INCM – Regulamento Geral sobre o Ruído. Decreto-Lei n.º 251/87, de 24 de Junho.

Lisboa, 1987. 50- INE – Resultados definitivos do Censos-91. Instituto Nacional de estatística. Lisboa. 51- IPQ – NP EN 196-1: Métodos de ensaios de cimentos. Determinação das resistências

mecânicas. Lisboa, Instituto Português da Qualidade, 1996. 52- IPQ – NP ENV 206: Betão. Comportamento, produção, colocação e critérios de

conformidade. Lisboa, Instituto Português da Qualidade, 1993. 53- LNEC – E 226: Betão. Ensaio de compressão. Lisboa, LNEC. 1968. 54- LNEC – E 228: Betão. Determinação da trabalhabilidade Vêbê. Lisboa, LNEC. 1968. 55- LNEC – E 233: Agregados. Análise granulométrica. Lisboa, LNEC, 1970. 56- LNEC – E 393: Betões. Determinação da absorção de água por capilaridade. Lisboa,

LNEC, 1993. 57- LNEC – E 394: Betões. Determinação da absorção de água por imersão. Lisboa, LNEC,

1993. 58- LNEC – Paredes de edifícios. CPP510, LNEC, Lisboa, 1983. 59- LNEC – Segurança de edifícios de pequeno porte de alvenaria confinada em relação à

acção dos sismos – regras práticas. LNEC, Lisboa, 1990. 60- LOURENÇO, J. F. – Argamassas. Magazine da ATIC n.º24, ATIC, Novembro 1999. 61- LOURENÇO, J. F. – Determinação de massas volúmicas de inertes e ligantes e de

absorção e humidades de inertes. Laboratório de Ensaio de Materiais, ISEC, 1992. 62- LOURENÇO, P. B. – Avanços recentes na modelação de estruturas de alvenaria. Artigo

técnico da Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas n.º 44. LNEC, Lisboa, Setembro, 1998.

63- LUCAS, J. C. – Classificação e descrição geral de revestimentos para paredes de

Alvenaria ou de Betão. Lisboa, LNEC, Informação Técnica de Edifícios 24, 1990. 64- NEUFERT, E. – Arte de projectar em arquitectura. Tradução da 21º edição alemã pelo

Centro de Catalogação na Fonte. Câmara Brasileira do Livro, Brasil, 1998.



65- NEVES, P. A. – História. Porto Editora. 66- OLIVEIRA, C. S.; GIL, N. P.; FRAGOSO, M. R. – Estudo Experimental e Analítico do

Comportamento de Estruturas de Alvenaria de Pedra. Aplicação à Ponte da Ribeira Grande (S. Miguel, Açores). Artigo técnico da Revista Portuguesa “Engenharia de Estruturas” n.º 38/1994, LNEC.

67- OLIVEIRA, L. A. P. – A resistência de aderência como parâmetro de compatibilidade

entre o graute de enchimento e as unidades da alvenaria estrutural. Proocedings of 5th International Seminar on Structural Masonary for developing Countries, Florianópolis, Brasil, Agosto, 1994.

68- OLIVEIRA, L. A. P. – Apontamentos de apoio sobre Alvenarias. Apontamentos das aulas

de Mestrado da disciplina de Estruturas de Alvenarias e Madeira. Coimbra, D.E.C./F.C.T.U.C., 1995.

69- OLIVEIRA, L. A. P. – Estudo do desempenho dos grautes com adições para enchimento

de blocos de alvenaria estrutural. Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica da Universidade de S. Paulo, Brasil, 1986.

70- OLIVEIRA, L. A. P. – Influence du microbéton de remplissage et des systèmes

construtifs sur le comportement des maçonneries armées. Thèse de Doctorat, Université de Liège, 1992.

71- OLIVEIRA, L. A. P.; DOTREPPE, J. C. – Modélisation de l’évolution de l’eau du

microbéton dans les maçonneries armées. Ciments, Bétons, Plâtres et Chaux, n.º 794-1, Paris,1992.

72- PATTON, W. J. – Materiais de construção para Engenharia Civil. Editora da

Universidade de São Paulo. São Paulo, Brasil, 1978. 73- PCI – Principles of the manufacture of concrete masonry units. África do Sul, Portland

Cement Institute, 1984. 74- PINHO, F. F. S. – As Paredes dos edifícios antigos. Artigo técnico da revista de

Engenharia – Técnica n.º 1-2/98. 1998. 75- ROMAN, H. R.; TAUIL, C. A. – Paredes estruturais e Alvenaria estrutural: como

construir. Artigos técnico da Revista de Tecnologia da Construção Téchne n.º 24, Set/Out, 1996. São Paulo, Brasil.

76- SABBATTINI, F. H. – Argamassas de assentamento para paredes de alvenaria

resistente. Escola Politécnica da Univ. de S. Paulo/86. 77- SAHLIN, S. – Structural Masonry. Englewood Cliffs. Prentice Hall Inc, New Jersey,

USA, 1971.




78- SANTOS, S. – O comportamento da alvenaria estrutural e a normalização europeia - Contribuição para o estudo das estruturas de alvenaria em Portugal. Lisboa, LNEC, 1994.

79- SERAFIM, J. L. – Engenharia Civil em Portugal. LNEC, 1986. 80- SMITH, R. C.; ANDRES, C. K. – Material of construction. 4th edition. Canadá. 1989. 81- SOUSA, H. J. C. – Materiais para alvenarias – apreciação de algumas produções e

sugestões visando a melhoria da sua qualidade. Tese apresentada para a obtenção do grau de Mestre da FEUP. Tese, Porto, FEUP, 1988.

82- SOUSA, H. J. C. – Melhoria do comportamento térmico e mecânico das alvenarias por

actuação na geometria dos elementos – aplicação a elementos de betão de argila expandida. Dissertação apresentada a concurso para obtenção do grau de Doutor da FEUP. Tese, Porto, FEUP, 1996.

83- STRAUB, H. – A History of Civil Engineerig. Leonard Hill Limited. London, 1952. 84- The Reader’s Digest Association Limited – Family Encyclopedia of World History.

Londres, 1996. 85- TRIGO, J. T. – Regulamentação e normalização da construção de alvenarias. Relatório

23/84, NPC, Lisboa, 1994. 86- TUBI, N. – La realizzazione di murature in laterizio. Roma, ANDIL- Szione murature,

1986. 87- VÉNUAT, M. – La pratique des ciments mortiers et bétons. Editions du Moniteur.

Anexo I – Caracterização das empresas fornecedores dos elementos.


Anexo I - Caracterização das empresas fornecedoras dos blocos.




Anexo I - Caracterização das empresas fornecedoras dos blocos.

I.1. Análise de blocos produzidos pela Empresa A.

I.1.1. Caracterização da Empresa A.

A empresa encontra-se localizada no Distrito de Aveiro. Nos Quadros I.1 e I.2

apresenta-se a caracterização da empresa.

Quadro I.1 – Quadro de pessoal da Empresa A.

Quadro de pessoal da empresa

- n.º de engenheiros civis licenciados: 1

- n.º de engenheiros técnicos: 1

- outros: Eng. Electrotécnico

Eng. Mecânico

1

1

- n.º de funcionários ligados à produção de blocos: 7

- n.º de funcionários ligados a outros trabalhos: 3

- média aproximada do n.º horas de trabalho/funcionário: 8 (h)

Quadro I.2 – Características da produção da Empresa A.

Características da produção

- ano de início de actividade: 1981

- produção média diária de blocos por turno de trabalho: 15000 blocos

- área das instalações: 43000 m2

- área de produção: 4600 mm

- área de armazenamento: 38400 m2

- valor aproximado da resistência conseguida: -



I.1.2. Tipologia, composição e concepção dos blocos de betão.

I.1.2.1. Tipos de blocos produzidos.

- blocos de utilização normal;

- blocos para utilização com “face à vista”.

I.1.2.2. Geometria dos blocos produzidos.

- Dimensões e designações de catálogo:

10.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B10 15.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B15

20.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B20 25.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B25

28.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B28

Esta medidas estão referidas da seguinte forma: largura * altura * comprimento

Nota: Por facilidade de expressão e para ser utilizada a terminologia comercial serão

referidas as medidas arredondadas ao cm.

I.1.2.3. Processo de fabrico e transporte do betão.

- Recepção e armazenagem de matérias primas.

. Tipos de areia utilizadas e sua proveniência: a areia do mar é proveniente da Figueira

da Foz, pelo fornecedor Areias Quebra Mar e é armazenada em fábrica em silos com a

capacidade aproximada de 60 m3/silo.

. Tipos de brita utilizados: brita fina comercialmente designada por sarrisca, é

proveniente de duas explorações da região, Condeixa e Pombal, e armazenada em fábrica num

silo com capacidade aproximada de 30 m3.

. Cimento utilizado: Cimento portland normal, classe 32.5, tipo II, armazenado em dois

silos metálicos colocados no exterior e sobre a linha de produção, com capacidade total de 80tf.

. Água: é captada num reservatório exterior, armazenada durante o tempo de chuvas.

. Aditivos: não são utilizados qualquer tipo de aditivos.




Na empresa existe ainda um silo que contém cinzas volantes, muito embora não estejam

a ser utilizadas na produção dos blocos. No entanto, refere-se apenas como informação que as

cinzas volantes são um resíduo finamente dividido e obtido pela queima do carvão pulverizado

ou moído, arrastado pelos gases de combustão. São assim, partículas de forma arredondada com

diâmetro médio de cerca de 10 µm. As cinzas volantes têm como objectivos:

- diminuir o calor de hidratação por substituição de parte do cimento permitindo assim

um menor consumo de cimento e uma redução de custos na produção de betão;

- diminui a exsudação (ver trabalhabilidade em 2.5.3.1);

- retarda o início de presa;

- faz aumentar a sua trabalhabilidade;

- diminui a resistência inicial do betão mas pode conduzir a resistências iguais ou

superiores ao betão produzido sem cinzas a longo prazo;

- diminui a permeabilidade do betão desde que a sua cura húmida seja prolongada.

Todas as operações de fabrico e de transporte do betão são controladas através de

sistemas informáticos utilizando para isso uma linha de produção e controlada através de uma

cabina de comandos resumida no organigrama apresentado na Figura I.1. No Quadro I.3

referem-se algumas características da linha de produção.

Quadro I.3 – Características da linha de produção da Empresa A.

Características gerais da linha de produção

Modelo Prensoland Compacta 3000

Dimensões das tabuleiros 1200mm * 750*2mm * 45mm

Potência do grupo hidráulico 25 CV a 1500 r.p.m.

Quadro eléctrico (mesa controle) Programação automática

Vibração Horizontal e vertical (compactação) com

frequência de 2400 a 4000 r.p.m.

Força de desmoldagem a 130 kg/cm2 13.000 kg

Pressão hidráulica 130 kg/cm2

Produção de blocos 20 * 20 * 50 1250 /h

Ascensor e descensor de tabuleiros Programação automática, de elevação hidráulica

e com 10 níveis de tabuleiros de 1200 mm *

750*2 mm

Paletizador Possibilidade de giração a 90º e 180º

Paletes com 60 blocos de 20 * 20 * 50



Os agregados são transportados por tapetes rolantes dos silos até ao grupo hidráulico da

prensa vibro-compactadora e doseados automaticamente.

O doseamento do cimento é feito em peso e a sua descarga é feita directamente dos silos

para o grupo hidráulico após a introdução dos agregados.

O volume de água é adicionado após a se efectuar uma mistura prévia dos agregados e

do cimento.

Silos com matérias primas. Grupo hidráulico (misturade inertes, produção de

betão).

Mesa vibratória e prensa(moldagem, betonagem edesmoldagem dos elementos.

Volteador de tabuleiros erespectiva lavagem e

empurrador de tabuleirospara novos elementos

Cabina de comandos comquadro eléctrico (controle

de toda a linha demontagem, dosagem,mistura, vibração e

moldagem, cura, transportee paletização).

Torre de limpeza eacumulador de paletes

Câmaras de cura.1ª fase de cura (2 a 3 dias).

Carro de transporte comelementos de betão fresco.

Ascensor de tabuleiros(com elementos de betão

fresco).

Carro de transporte comelementos curados.

Descensor de tabuleiros(com elementos curados).

Pinça de quatro lados(transfere os elementos dos

tabuleiros para paletes).

Paletizador (montagem depaletes de 6 níveis de

elementos).

Transporte automático depaletes com elementos.

Empilhador para transportede paletes para veículos decarga (comercialização).

Armazenamento.2ª fase de cura (mais de 12

dias)

Empilhador para transportede paletes para

armazenamento.

Figura I.1 – Esquema geral da linha de produção de blocos.




A amassadura do betão é feita pelo grupo hidráulico, com capacidade de 1250 litros. O

tempo de mistura após a introdução de água é aproximadamente 60 segundos. Este tempo é

predefinido e accionado automaticamente.

I.1.2.4. Composição do betão dos blocos.

A composição utilizada na mistura é estabelecida para 1 m3 de agregados, à saída do

balde doseador, correspondendo a uma amassadura.

Quadro I.4 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa A.



Cimento 32.5 kg, Tipo II 130 litros




I.1.2.5. Concepção dos blocos de betão.

Após a realização da mistura, o betão é descarregado em moldes incorporados na linha

de produção que efectua duas fases de vibração do betão em molde: vibração horizontal e

vibração vertical ou compactação. A frequência de vibração de regulação automática pode

atingir 4000 r.p.m..

O molde utilizado nesta caracterização permite a produção de 5 blocos por bandeja com

dimensões 20*20*50, sendo no mesmo instante utilizados dois moldes, permitindo por isso a

produção de 10 blocos em dois tabuleiros. Para este molde a produção do grupo hidráulico atinge

1250 blocos/hora.



No entanto o grupo hidráulico permite a substituição do molde e da prensa

compactadora de forma a permitir realizar a produção de blocos com outras dimensões. Assim,

por compactação e por tipologia do bloco, podem ser produzidos:

10.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B10 - 10 blocos * 2 tabuleiros





Após a moldagem, vibração, compactação e desmoldagem, os blocos de betão fresco

são conduzidos para o ascensor de tabuleiros. Completado o enchimento do elevador, este

transporta os blocos de betão fresco para as câmaras de cura.

I.1.2.6. Cura e armazenamento dos blocos de betão.

A cura dos blocos é feita por duas fases.

A primeira corresponde a uma cura natural de dois a três dias em câmaras de cura. A

fábrica dispõe de câmaras de cura com capacidade para 35000 blocos. Os blocos frescos são

introduzidos nas câmaras através do carro de transporte de blocos em massa fresca. Após o

preenchimento da câmaras é fechado um portão metálico. Este isolamento origina no interior da

cura um processo de aceleração de presa natural da massa do bloco através do aquecimento

produzido pela transformação química do betão.

De seguida os blocos são retirados pelo carro de transporte e conduzidos para o

descensor de tabuleiros. Através de uma pinça de quatro lados, os blocos são colocados em

paletes de 6 níveis e dimensão 1.00 * 1.00 m2, seguindo-se o seu transporte para um espaço onde

o empilhador poderá retirá-las e transportá-las para um área coberta. Nessa área é feita a segunda

fase da cura dos blocos. Os blocos em paletes ficam aí armazenados, ao ar livre por um período

de aproximadamente 14 dias. Após esse período os blocos estão em condições de ser

comercializados.




I.1.2.7. Controlo de qualidade.

Os responsáveis da empresa e o pessoal envolvido na produção acompanham todo o

processo de produção. Como a Empresa não possui nenhum laboratório, o controle de qualidade

é feito através de uma inspecção visual. É feita a verificação da qualidade dos agregados, na sua

recepção e no seu manuseio, e no processo de fabrico verifica-se o funcionamento dos

dispositivos automáticos da linha de produção e a manutenção regular dos moldes e procede-se à

selecção e retirada de blocos fissurados ou partidos. Sempre que necessário é feita a manutenção

da linha de produção por um Engenheiro Mecânico ou por um Engenheiro Electrotécnico.

A empresa apresenta actualmente um plano de ampliação onde prevê que sejam feitos

alguns ensaios. Essa melhoria de condições físicas fará com que naturalmente o controlo de

qualidade seja substancialmente melhorado.

I.2. Análise de blocos produzidos pela Empresa B.

I.2.1. Caracterização da Empresa B.

A empresa encontra-se localizada no Distrito de Leiria. Nos Quadros I.5 e I.6

apresenta-se a caracterização da empresa.

Quadro I.5 – Quadro de pessoal da Empresa B.

Quadro de pessoal da empresa

- n.º de engenheiros civis licenciados: 1

- n.º de engenheiros técnicos: -

- outros: Eng. Electrotécnico

Eng. Mecânico

-

1

- n.º de funcionários ligados à produção de blocos: 8

- n.º de funcionários ligados a outros trabalhos: 16

- média aproximada do n.º horas de trabalho/funcionário: 8 (h)



Quadro I.6 – Características da produção da Empresa B.

Características da produção

- ano de início de actividade: 1977

- produção média diária de blocos por turno de trabalho: 11000 blocos

- área das instalações: 15000+75000 m2

- área de produção: 3000 m2

- área de armazenamento: 30000 m2

- valor aproximado da resistência conseguida: -

I.2.2. Tipologia, composição e concepção dos blocos de betão.

I.2.2.1. Tipos de blocos produzidos.

- blocos de betão para utilização normal.

- blocos “Blindo” para utilização em alvenarias com função resistente.

- blocos impermeáveis para utilização com “face à vista”.

- blocos para utilização em função do aspecto térmico: bloco térmico.

- blocos coloridos.

- para além dos blocos de betão para a construção de edifícios a empresa produz ainda

outros artefactos de betão destinados a obras de pavimentação, obras hidráulicas e

execução de muros e revestimentos.

I.2.2.2. Geometria dos blocos produzidos.

- Dimensões, designações de catálogo e peso aproximado do blocos de betão:

10.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B10 – 10 kg. 15.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B15 – 15 kg.

20.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B20 – 18.5 kg. 25.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B25 – 23 kg.

28.0 * 20.0 * 50.0 – tipo B28 – 25 kg.

- Dimensões, designação de catálogo e peso aproximado do blocos resistentes:

20.0 * 20.0 * 50.0 – blindo – 18.5 kg.

Esta medidas estão referidas da seguinte forma: largura * altura * comprimento




I.2.2.3. Processo de fabrico e transporte do betão.

- recepção e armazenagem de matérias primas:

. tipos de areia utilizadas e sua proveniência: a areia é proveniente de uma exploração da

zona de Pombal, e armazenada em fábrica em silos com a capacidade aproximada de 80 m3/silo.

. tipos de brita utilizados: brita fina comercialmente designada por sarrisca, é

proveniente de uma exploração da zona de Pombal, e armazenada em fábrica num silo com

capacidade aproximada de 40 m3.

. cimento utilizado: Cimento portland normal, classe 42.5, tipo II, armazenado em dois

silos metálicos colocados no exterior e sobre a linha de produção, com capacidade total de 80tf.

. água: é proveniente da rede pública.

. aditivos: diversos tipos de pigmentos de coloração.

Todas as operações de fabrico e de transporte do betão são semelhantes ao processo

utilizado pela Empresa A (ponto I.1.2.3).

I.2.2.4. Composição do betão dos blocos resistentes.

A composição utilizada na mistura é estabelecida para 1 m3 de agregados, à saída do

balde doseador, correspondendo a uma amassadura.

Quadro I.7 – Composição do betão utilizado nos blocos da Empresa B.



Cimento 155 litros






I.2.2.5. Concepção, cura e armazenamento e controle de qualidade dos blocos

resistentes de betão.

Uma vez que a linha de produção utilizada pela empresa é semelhante à utilizada pela

Empresa A, as descrições realizadas nos pontos I.1.2.5, I.1.2.6 e I.1.2.7, bem como o Quadro I.3

e a Figura I.1, são aplicadas para a descrição do método de fabrico e das tarefas adjacentes.


Anexo II – Resultados dos ensaios: Quadros e figuras.






II.1 – Resultados dos blocos da Empresa A. Quadro II.1 – Resultados das amostras dos ensaios à compressão nos blocos da Empresa A.

1ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)1 17.65 19446 52.2% 28.83 2.89 1898 2 18.40 19569 52.3% 34.04 3.39 1970 3 17.60 19423 52.0% 27.95 2.81 1886 4 17.35 19431 51.8% 36.22 3.64 1854 5 18.10 19458 52.1% 36.50 3.66 1942 6 18.30 19559 52.2% 29.07 2.90 1959

Média 17.90 19481 52.1% 32.10 3.22 1918v. máx. 18.40 19569 52.3% 36.50 3.66 1970v. mín. 17.35 19431 51.8% 28.83 2.89 1854desv. 0.39 60 0.2% 3.59 0.36 42

Média rectificada 3.22

2ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)7 16.90 19026 52.4% 32.44 3.28 1867 8 17.65 19115 52.2% 26.83 2.70 1930 9 18.15 19190 52.0% 29.13 2.92 1970 10 18.65 19051 52.5% 35.95 3.63 2063 11 17.35 19154 52.0% 28.93 2.91 1889 12 17.50 19201 52.2% 35.64 3.57 1908 13 17.00 19059 52.0% 31.43 3.17 1858


Média rectificada 3.1717.60 19114 52.2% 1932

3ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)14 17.90 19292 52.3% 40.27 4.05 1946 15 18.40 19215 52.0% 38.15 3.85 1993 16 17.95 19352 52.2% 31.70 3.18 1941 17 18.35 19365 51.8% 32.60 3.26 1966 18 17.65 19184 52.1% 31.15 3.15 1920 19 18.35 19296 51.7% 36.15 3.63 1970



elementos nº Referência






II.2 – Resultados dos blocos da Empresa B.

Quadro II.2 – Resultados das amostras dos ensaios à compressão nos blocos da Empresa B.

1ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)1 B2 1 18.50 19877 51.7% 74.30 7.48 19272 B2 2 18.95 20050 51.3% 66.90 6.68 1939 3 B2 3 19.00 20119 50.7% 52.80 5.25 1914 x4 18.80 20080 51.9% 68.80 6.85 1947 5 18.80 19943 51.4% 80.50 8.08 1941 x6 19.10 20032 51.5% 76.70 7.66 1966 7 18.75 19966 50.8% 59.80 5.99 1907 8 19.00 19993 50.9% 67.20 6.72 1936 9 17.85 20024 51.4% 70.90 7.08 1836



2ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)10 18.70 19734 50.2% 68.30 6.86 1904 11 19.05 19868 50.6% 77.10 7.69 1939 12 18.90 19862 51.4% 78.20 7.80 1959 13 18.85 19915 50.3% 58.30 5.80 1905 x14 19.85 19821 50.6% 76.50 7.65 2028 15 18.65 19794 50.3% 74.70 7.48 1897 16 18.70 19836 50.5% 78.10 7.80 1904 17 18.80 19808 50.6% 77.40 7.74 1921



3ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)20 B2 22 18.60 19935 50.5% 74.40 7.44 188521 B2 23 18.70 19952 50.4% 60.90 6.08 1891 x22 B2 24 18.85 20102 51.0% 77.90 7.72 1915 23 B2 25 19.05 19753 50.2% 102.70 10.36 1935 x24 B2 26 19.20 19890 50.3% 77.90 7.80 1941 25 B2 27 18.75 19802 50.1% 73.90 7.44 1896 26 18.65 19895 50.5% 63.50 6.36 1893 27 19.10 19916 50.3% 65.30 6.53 1929








Quadro II.2. (cont.) – Resultados das amostras dos ensaios à compressão nos blocos da Empresa B.

4ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)28 B2 28 18.75 20003 51.5% 77.90 7.79 193229 B2 29 18.75 19966 51.3% 49.88 5.00 1928 x30 B2 30 19.00 20060 51.4% 72.60 7.24 1948 31 B2 31 18.80 19987 51.6% 68.20 6.83 1945 32 B2 32 18.70 19894 51.4% 70.81 7.12 1934 33 B2 33 19.05 20075 51.7% 61.35 6.11 1965 34 18.90 20010 51.4% 73.50 7.35 1943 35 18.75 19984 51.6% 78.15 7.82 1938



5ª amostragem



Densidade

(Kg) (cm3) % (tf) (MPa) (Kg/m3)36 B2 34 18.75 19582 51.8% 80.20 8.06 1985 37 B2 35 19.40 19865 52.2% 135.10 13.38 2043 x38 B2 36 18.80 19595 51.9% 75.30 7.56 1995 39 B2 37 19.15 19721 52.1% 59.80 5.97 2028 x40 B2 38 18.75 19544 51.8% 95.10 9.58 1991 41 B2 39 19.05 19756 52.2% 82.20 8.19 2019 42 18.90 19681 51.9% 76.70 7.67 1998 43 19.05 19674 52.1% 90.10 9.01 2020








II.3 – Resultados dos ensaios de argamassa normal.

Quadro II.3 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pA.

Observações: Peso volúmico: cimento tipo II 32.5:…………… 358.91 gr/dm3

cal hidratada:…………...………… 0.00 gr/dm3

areia da faculdade:……………… 1507.55 gr/dm3

água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3cubos 15*15*15

Peso dos provetes Def. Máxima Def. Rotura Carga de compressão


Densidade

(Kg) (mm) (mm) (tn) (Mpa) (g/cm3)0 dias mesa vibratória 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.003 dias mesa vibratória 7.37 0.00 0.00 14.85 6.47 2.187 dias mesa vibratória 7.40 0.00 0.00 27.71 12.08 2.1928 dias mesa vibratória 7.37 0.00 0.00 40.36 17.60 2.18

2.19cubos 15*15*15



Densidade

(Kg) (mm) (mm) (tn) (Mpa) (g/cm3)0 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.003 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.007 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0028 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00prismas 4*4*16

Peso dos provetes Carga de flexão σ rotura de flexão

Carga de compressão


Densidade

(g) (N) (Mpa) (Kg) (Mpa) (g/cm3)0 dias mesa vibratória 0.00 0 0.00 0 0.00 0.003 dias mesa vibratória 550.23 1250 2.93 2133 13.08 2.157 dias mesa vibratória 550.73 1517 3.55 2781 17.05 2.1528 dias mesa vibratória 550.90 1850 4.34 3290 20.17 2.15

2.15

prismas 4*4*16




Densidade

(g) (N) (Mpa) (Kg) (Mpa) (g/cm3)0 dias 0.00 0 0.00 0 0.003 dias 0.00 0 0.00 0 0.007 dias 0.00 0 0.00 0 0.0028 dias 0.00 0 0.00 0 0.00

0.00

Tempo de curacoeficiente

Mesa vibratória/vibrador

coeficiente Compac./mesa

vibratória

σmédia rotura de compressão da

argamassa

coef. de endurecimento

0 dias 0.00 0.003 dias 1.00 1.00 9.78 0.527 dias 1.00 1.00 14.57 0.7728 dias 1.00 1.00 18.89 1.00

1.00 1.00

Tempo de cura

bom aspecto; grande exsudação; boa trabalhabilidade

ensaio da argamassa dos provetes pA

traço 1:0:3

Tempo de cura Referência


Referência



0.00

0.25

0.50

0.75

1.00




Quadro II.4 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pB.




água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade


2.17cubos 15*15*15



Densidade

(Kg) (mm) (mm) (tn) (Mpa) (g/cm3)0 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.003 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.007 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0029 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00prismas 4*4*16




Densidade


2.25

prismas 4*4*16




Densidade

(g) (N) (Mpa) (Kg) (Mpa) (g/cm3)0 dias compactador 0.00 0 0.00 0 0.00 0.003 dias compactador 550.53 800 1.88 1234 7.56 2.157 dias compactador 553.20 1083 2.54 1761 10.79 2.1629 dias compactador 552.17 1633 3.83 2848 17.46 2.16

2.16




vibratória


argamassa



1.00 1.36

traço 1:0:3



Referência


Tempo de cura


ensaio da argamassa dos provetes pB


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00





Quadro II.5 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pC.




água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade


2.19cubos 15*15*15



Densidade

(Kg) (mm) (mm) (tn) (Mpa) (g/cm3)0 dias vibrador 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.005 dias vibrador 7.35 0.00 0.00 17.27 7.53 2.1814 dias vibrador 7.63 0.00 0.00 27.70 12.08 2.2629 dias vibrador 7.55 0.00 0.00 30.70 13.39 2.24

2.22prismas 4*4*16




Densidade


2.21

prismas 4*4*16




Densidade

(g) (N) (Mpa) (Kg) (Mpa) (g/cm3)0 dias compactador 0.00 0 0.00 0 0.00 0.005 dias compactador 556.03 633 1.48 1090 6.68 2.1714 dias compactador 572.03 883 2.07 1617 9.92 2.2329 dias compactador 560.23 1150 2.70 2029 12.44 2.19

2.20




vibratória


argamassa



0.93 0.98

traço 1:0:3



Referência


Tempo de cura


ensaio da argamassa dos provetes pC


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00




Quadro II.6 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pD.




água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade


2.22cubos 15*15*15



Densidade


2.07prismas 4*4*16




Densidade


0.00

prismas 4*4*16




Densidade


0.00




vibratória


argamassa



1.24 1.00

Tempo de cura


ensaio da argamassa dos provetes pD

traço 1:0:3



Referência



0.00

0.25

0.50

0.75

1.00





Quadro II.7 – Estudo da argamassa normal utilizada nos provetes pE.




água:…………………………… 289.73 gr/dm3

2156.19 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade


2.22cubos 15*15*15



Densidade


2.22prismas 4*4*16




Densidade


2.25

prismas 4*4*16




Densidade


0.00




vibratória


argamassa



0.99 1.00

traço 1:0:3



Referência


Tempo de cura


ensaio da argamassa dos provetes pE


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00




II.4 – Resultados dos ensaios de argamassa de cal.

Quadro II.8 – Estudo da argamassa de cal utilizada no provete pF.




água:…………………………… 285.64 gr/dm3

2129.91 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade


2.15cubos 15*15*15



Densidade


2.18prismas 4*4*16




Densidade


2.11

prismas 4*4*16




Densidade


0.00




vibratória


argamassa



0.92 1.00



Referência


Tempo de cura

ensaio da argamassa do provete pF

traço 1:1:3

bom aspecto; mt claro; menor exsudação; mt boa trabalhabilidade


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00





II.5 – Resultados dos ensaios do microbetão.

Quadro II.9 – Estudo do microbetão utilizado nos provetes pE.




brita fina da faculdade:…………… 695.00 gr/dm3

água:…………………………… 240.00 gr/dm3

2235.00 gr/dm3cubos 15*15*15



Densidade

(Kg) (mm) (mm) (tn) (Mpa) (g/cm3)0 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.002 dias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.007 dias mesa vibratória 7.90 0.00 0.00 22.48 9.80 2.3428 dias mesa vibratória 7.40 0.00 0.00 28.63 12.48 2.19

2.27cubos 15*15*15



Densidade


2.29prismas 4*4*16




Densidade


0.00

prismas 4*4*16




Densidade


0.00




vibratória


argamassa



0.99 1.00



Referência


Tempo de cura

bom aspecto; alguma exsudação; excelente trabalhabilidade

extremamente fluído

ensaio do microbetão dos provetes pE


0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

0 dias 5 dias 10 dias 15 dias 20 dias 25 dias 30 dias



II.6 – Resultados dos ensaios dos provetes.

Diagrama carga/deslocamentos verticais (pA1)

0.00

12.50

25.00

37.50

50.00

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0

deslocamentos verticais (mm)

carg

a ax

ial (

Tf)

des locamento vert ical (mm) M001 des locamento vert ical (mm) M002 des l. vert ical médio de d1 e d2 med(M001 ,M002)

rotação da parede segundo ZZ (pA1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%

rotação da parede (%)

carg

a ax

ial (

tf)

ro tação da parede segundo ZZ

rotação da parede segundo XX (pA1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)

ro tação da parede segundo XX

rotação da parede segundo YY (pA1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)

ro tação da parede segundo YY Figura II.1 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pA1.





0.00

12.50

25.00

37.50

50.00

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

des locamento vert ical (mm) M001 des locamento vert ical (mm) M002 des l. vert ical méd io de d1 e d2 med(M001 ,M002)


0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)





0.00

12.50

25.00

37.50

50.00

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)





Diagrama carga/deslocamentos verticais (pB1)

0.00

12.50

25.00

37.50

50.00

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)


rotação da parede segundo ZZ (pB1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pB1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pB1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)

ro tação da parede segundo YY Figura II.4 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pB1.




0.00

12.50

25.00

37.50

50.00

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)



0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

-2.50% -2.00% -1.50% -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)




Diagrama carga/deslocamentos verticais (pC1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M0 02 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pC1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o ZZ

rotação da parede segundo XX (pC1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o XX

rotação da parede segundo YY (pC1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.7 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pC1.





0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)


0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)



0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)



0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)





Diagrama carga/deslocamentos verticais (pD1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M0 02 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pD1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pD1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pD1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.10 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD1.



Diagrama carga/deslocamentos verticais (pD2.1)

0.0

12.5

25.0

37.5

50.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M0 02 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pD2.1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pD2.1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pD2.1)

0 .0

1 2 .5

2 5 .0

3 7 .5

5 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.11 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD2.1.




Diagrama carga/deslocamentos verticais (pD2.2)

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M00 2 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pD2.2)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pD2.2)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pD2.2)

0 .0 00

2 5 .0 00

5 0 .0 00

7 5 .0 00

1 0 0 .0 0 0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.12 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD2.2.



Diagrama carga/deslocamentos verticais (pD3)

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M00 2 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pD3)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pD3)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pD3)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.13 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pD3.




Diagrama carga/deslocamentos verticais (pE1)

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M00 2 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pE1)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2.50% -2.00% -1 .50% -1 .00% -0.50% 0.00% 0.50% 1 .00% 1 .50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pE1)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2.50% -2.00% -1 .50% -1 .00% -0.50% 0.00% 0.50% 1 .00% 1 .50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pE1)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.14 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pE1.



Diagrama carga/deslocamentos verticais (pE2)

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es lo camento vert ical (mm) M00 2 d es l. vert ical méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pE2)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2.50% -2.00% -1 .50% -1 .00% -0.50% 0.00% 0.50% 1 .00% 1 .50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pE2)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2.50% -2.00% -1 .50% -1 .00% -0.50% 0.00% 0.50% 1 .00% 1 .50% 2.00% 2.50%


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pE2)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

1 2 5 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.15 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pE2.




Diagrama carga/deslocamentos verticais (pF)

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

0.0 3.6 7.2 10.8 14.4 18.0


carg

a ax

ial (

Tf)

d es lo camento vert ical (mm) M0 0 1 d es locamento vert ical (mm) M0 0 2 valor méd io d e d 1 e d 2 med (M0 0 1 ,M0 0 2 ) rotação da parede segundo ZZ (pF)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo XX (pF)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)


rotação da parede segundo YY (pF)

0 .0

2 5 .0

5 0 .0

7 5 .0

1 0 0 .0

-2 .5 0 % - 2 .0 0 % - 1 .5 0 % - 1 .0 0 % - 0 .5 0 % 0.0 0 % 0 .5 0 % 1 .0 0 % 1 .5 0 % 2 .0 0 % 2 .5 0 %


carg

a ax

ial (

tf)

ro t ação d a p ared e s eg und o YY Figura II.16 – Diagramas carga-deslocamento e rotações segundo os três eixos do provete pF1.





III.1 – Diagramas tensão-extensão vertical dos provetes.

Neste ponto apresentam-se os diagramas tensão-extensão obtidos para cada provete

após o tratamento de resultados.

Para cada gráfico foram definidas linhas tangentes nas fases de carga entre patamares do

diagrama representativos da cedência localizada do provete (ocorrência de fissuras

significativas), a fim de obter os valores do módulo de elasticidade.

Diagrama tensão/extensão vertical (pA1)

Módulo de elas t icidade 1 : y = 708 .37x - 1 .19

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020

extensão vertical ( )

tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd ia Módulo de elas t icidade Linear (Módulo de elas t icidade) Figura III.1 – Diagramas tensão-extensão da provete pA1.




Módulo de elas ticidade 1 : y = 542 .04x - 1 .06

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd ia Módulo de elast icidade Linear (Módulo de elas t icidade) Figura III.2 – Diagramas tensão-extensão da provete pA2.



0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd ia Módulo de elast icidade Linear (Módulo de elas t icidade) Figura III.3 – Diagramas tensão-extensão da provete pA3.




Diagrama tensão/extensão vertical (pB1)


0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd ia Módulo de elast icidade Linear (Módulo de elas t icidade) Figura III.4 – Diagramas tensão-extensão da provete pB1.




Módulo de elas ticidade 3 : y = 105 .99x + 0 .26

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd iaMódulo de elas t icidade 2 Módulo de elast icidade 1 Módulo de elas t icidade 3Linear (Módulo de elas t icidade 2 ) Linear (Módulo de elas t icidade 1 ) Linear (Módulo de elas t icidade 3 )

Figura III.5 – Diagramas tensão-extensão da provete pB2.




Módulo de elas t icidade 1 : y = 250.19x - 0 .50



0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) M001 extensão vert ical ( ) M002 extensão vert ical méd iaMódulo de elas t icidade 1 Módulo de elas t icidade 2 Módulo de elas t icidade 3Linear (Módulo de elas t icidade 1 ) Linear (Módulo de elas t icidade 2) Linear (Módulo de elas t icidade 3 )

Figura III.6 – Diagramas tensão-extensão da provete pB3.

Diagrama tensão/extensão vertical (pC1)

Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 : y = 1 3 1 .7 3 x + 0 .0 7

Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 : y = 2 2 2 .2 4 x - 0 .7 3

Mó d ulo d e elas t icid ad e 3 : y = 1 4 8 .4 3 x + 0 .0 4

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) extensão vert ical ( ) extensão vert ical méd iaMód ulo d e elas t icid ad e 1 Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 Mó d ulo d e elas t icid ad e 3Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 ) Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 ) Linear (Mó d ulo d e elas ticid ad e 3 )

Figura III.7 – Diagramas tensão-extensão da provete pC1.





Mó d ulo de elas t icid ad e 1 : y = 21 9 .1 1 x - 0 .1 8


Mó d ulo de elas t icid ad e 3 : y = 16 5 .5 5 x + 0 .1 3

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)




Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 : y = 1 8 6 .4 5 x - 0 .1 6 8 7

Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 : y = 2 2 7 .3 4 x - 0 .6 6 6 9

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) extensão vert ical ( ) extensão vert ical méd ia Mó d ulo d e elas t icid ade 1Mó dulo d e elas t icid ad e 2 Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 ) Linear (Mó d ulo d e elas ticid ad e 2 )




Diagrama tensão/extensão vertical (pD1)


0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) extensão vert ical ( ) extensão vert ical méd ia Mó d ulo d e elas ticid ad e 1 Linear (Mó d ulo d e elas ticid ad e 1 ) Figura III.10 – Diagramas tensão-extensão da provete pD1.

Diagrama tensão/extensão vertical (pD2.1)



0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical ( ) extensão vert ical ( ) extensão vert ical méd ia Mó d ulo d e elas t icid ade-1Mó dulo d e elas t icid ad e-2 Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e-1 ) Linear (Mó d ulo d e elas ticid ad e-2 )

Figura III.11 – Diagramas tensão-extensão da provete pD2.1.




Diagrama tensão/extensão vertical (pD2.2)

Mó d ulo de elas t icid ad e 1 : y = 16 1 8 .9 7 x - 3 .0 2



0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical méd ia Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 Mó d ulo d e elas t icid ade 3Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 ) Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 ) Linear (Mó d ulo d e elas ticid ad e 3 )

Figura III.12 – Diagramas tensão-extensão da provete pD2.2..

Diagrama tensão/extensão vertical (pD3)




0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)


Figura III.13 – Diagramas tensão-extensão da provete pD3.



Diagrama tensão/extensão vertical (pE1)

Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 : y = 2 41 4 .5 x - 6 .4 4 7 5

Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 : y = 2 71 8 .2 x - 8 .2 2 3 4

0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical méd ia m Mó d ulo elas t icid ad e 1 Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 Linear (Mó d ulo elas t icid ade 1 ) Linear (Mó d ulo d e elas t icidad e 2 ) Figura III.14 – Diagramas tensão-extensão da provete pE1.

Diagrama tensão/extensão vertical (pE2)



0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vertical méd ia Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 ) Linear (Mó dulo d e elas t icid ad e 2 ) Figura III.15 – Diagramas tensão-extensão da provete pE2.




Diagrama tensão/extensão vertical (pF)




0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020


tens

ão (M

Pa)

extensão vert ical méd ia med (M0 0 1 ,M0 02 ) Mó d ulo d e elas t icid ad e 1 Mó d ulo d e elas t icid ad e 2Mó d ulo d e elas t icid ad e 3 Linear (Mó d ulo d e elas t icid ade 1 ) Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 2 )Linear (Mó d ulo d e elas t icid ad e 3 )

Figura III.16 – Diagramas tensão-extensão da provete pF.

III.2 – Diagramas tensão-extensão vertical dos Grupos de provetes.

Neste ponto apresenta-se uma comparação gráfica dos diagramas tensão-extensão dos

provetes agrupados consoante o tipo de blocos utilizados, o tipo de aparelho de ensaio e o tipo de

constituintes utilizados na sua execução (ver Quadro III.1 e Figuras nele referidas).

Assim tem-se os seguintes grupos:

Quadro III.1 – Agrupamento de provetes consoante a sua execução e o seu ensaio.

Figura Grupos Provetes Blocos da Empresa Execução com Aparelho de ensaio

III.17. 1 pA1, pA2, pA3, pB1, pB2, pB3 A Arg. normal Pórtico

III.18. 2 pC1, pC2, pC3, pD1, pD2.1 B Arg. normal Pórtico

III.19. 3 pD2.2, pD3 B Arg. normal Prensa

III.20. 4 pE1, pE2 B Arg. normal e microbetão Prensa

III.21. 5 pF1 B Arg. de cal Prensa



Diagrama tensão/extensão vertical (GRUPO 1)

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pA1 parede pA2 parede pA3 parede pB1 parede pB2 parede pB3 valo res méd ios (Grupo 1 )

Figura III.17 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 1 (provetes pA1, pA2, pA3, pB1, pB2, pB3).


0.0

0.8

1 .6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.01 20 0.01 60 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pC1 parede pC2 parede pC3 parede pD1 parede pD2 .1 valo res méd ios (Grupo 2 )

Figura III.18 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 2 (provetes pC1, pC2, pC3, pD1 e pD2.1).





0.0

1 .6

3.2

4.8

6.4

0.0000 0.0040 0.0080 0.01 20 0.01 60 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pD2 .2 parede pD3 valo res méd ios (Grupo 3 ) Figura III.19 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 3 (provetes pD2.2. e pD3).


0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pE1 parede pE2 valo res méd ios (Grupo 4 ) Figura III.20 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 4 (provetes pE1, pE2).




0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pF1 Valo res méd ios Grupo 5 (pF1 )

Figura III.21 – Diagramas tensão-extensão do Grupo 5 (provete pF).

III.3 – Comparação de diagramas tensão-extensão vertical entre Grupos de provetes.

Com base nos Grupos apresentados, efectua-se neste ponto uma comparação daqueles

de acordo com o tipo de blocos, com o tipo de aparelho utilizado na realização de ensaios, com a

utilização de microbetão ou não no preenchimento de vazados e de acordo com o tipo de

argamassa utilizada (ver Quadro III.2 e Figuras nele referidas).

Quadro III.2 – Esquema de comparação gráfica entre grupos.

Figura Grupos a comparar Blocos da Empresa Execução com Aparelho de ensaio

III.22. 1, 2, 3, 4, 5 A / B Arg. normal / Arg. de cal / microbetão Pórtico

III.23. 1, 2 A / B Arg. normal Pórtico

III.24. 2, 3 B Arg. normal Pórtico / Prensa

III.25. 3, 4 B Sem microbetão / Com microbetão Prensa

III.26. 3, 5 B Arg. normal / Arg. de cal Prensa




Diagrama tensão/extensão vertical

0.0

1 .6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.0000 0.0040 0.0080 0.01 20 0.01 60 0.0200extensão vertical ( )

tens

ão (M

Pa)

parede pA1 parede pA2 parede pA3 parede pB1parede pB2 parede pB3 parede pC1 parede pC2parede pC3 parede pD1 parede pD2 .1 parede pD2 .2parede pD3 parede pE1 parede pE2 parede pF1valores méd ios (Grupo 1 ) valo res méd ios (Grupo 2 ) valo res méd ios (Grupo 3 ) valo res méd ios (Grupo 4 )Valo res méd ios Grupo 5 (pF1 )

Figura III.22 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos.

Diagrama tensão/extensão vertical (GRUPOS 1 e 2)

0.0

0.8

1.6

2.4

3.2

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200extensão vertical ( )

tens

ão (M

Pa)

p ared e p A1 p ared e p A2 p ared e p A3 parede p B1 p ared e p B2p ared e p B3 valo res méd io s (Grup o 1 ) p ared e p C1 parede p C2 p ared e p C3p ared e p D1 p ared e p D2 .1 valo res méd ios (Grup o 2 )

Figura III.23 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 1 e 2.




0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

pared e p C1 p arede pC2 p ared e p C3 p ared e p D1 p ared e p D2 .1valo res méd io s (Grup o 2 ) p arede pD2.2 p ared e p D3 valo res méd io s (Grup o 3 )



0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pD2 .2 parede pD3 Grupo 3 parede pE1 parede pE2 Grupo 4 Figura III.25 – Comparação de diagramas tensão-extensão dos Grupos 3 e 4.





0.0

1.6

3.2

4.8

6.4

0.0000 0.0040 0.0080 0.0120 0.0160 0.0200


tens

ão (M

Pa)

parede pD2 .2 parede pD3 Grupo 3 parede pF1 Valo res méd ios Grupo 5 (pF1 )






IV.1. Coeficiente correctivos.

Neste ponto pretende-se efectuar uma conversão dos valores da resistência à

compressão e dos valores do módulo de elasticidade obtidos experimentalmente nos provetes

ensaiados no pórtico para os respectivos valores se os ensaios tivessem sido realizados na prensa.

Como foi afirmado no ponto 5.4 do Capítulo 5. Esta rectificação não implica a obtenção de

valores que seriam aqueles que se obteriam realmente, mas sim de valores que permitem

identificar uma ordem de grandeza dos resultados que se obteriam.

IV.1.1. Coeficiente correctivo da resistência à compressão.

A determinação do factor correctivo da resistência à compressão foi feita, tendo em

conta as médias das tensões dos provetes de semelhante constituição ensaiados na prensa e no

pórtico, apresentados no Quadro 5.10, tendo-se obtido:

- média das tensões experimentais obtidas nos provetes, excepto Grupo 4.................... = 2.334

- média das tensões experimentais obtidas nos provetes ensaiados na prensa,

excepto Grupo 4............................................................................................................ = 3.956

- média das tensões experimentais obtidas nos provetes ensaiados no pórtico,

excepto Grupo 1 e 4...................................................................................................... = 2.067

- conversão de tensões dos provetes ensaiados no pórtico para tensões prováveis

se ensaiados na prensa.................................................................................................. = 1.915



Importa referir que o coeficiente de conversão das tensões resistentes à compressão dos

provetes ensaiados no pórtico para tensões resistentes à compressão possíveis e esperadas dos

mesmos provetes se ensaiados na prensa, afecta os valores individuais obtidos nos ensaios para,

em função destes se determinarem as possíveis tensões resistentes média e característica da

alvenaria (ver Quadro IV.1).

Quadro IV.1 – Ajustamento da resistência à compressão com base nos valores experimentais aos d dias.

experimental individual rectificada

média rectificada

fi.d fi.ajust.d f.ajust.d fk.ajust.dpA1 1.0 1.91 1.9pA2 1.6 1.91 3.1pA3 1.1 1.91 2.2pB1 1.0 1.91 1.8pB2 1.1 1.91 2.1pB3 1.5 1.91 2.8pC1 2.5 1.91 4.7pC2 2.5 1.91 4.8pC3 2.6 1.91 5.0pD1 1.3 1.91 2.6

pD2.1 2.4 1.91 4.7pD2.2 5.0 1.00 5.0pD3 5.2 1.00 5.2pE1 7.2 1.00 7.2pE2 7.2 1.00 7.2

grupo 5 pF1 empresa B 4.4 1.00 4.4 4.4 3.6

em que:fi.d - resistência à compressão de cada provete ensaiado ao dia d , em MPa.fi.ajust.d - resistência à compressão ajustada de cada provete ensaiado ao dia d , em MPa.f.ajust.d - resistência à compressão ajustada da amostra constítuidas por provetes ensaiados ao dia d , em MPa.fk.ajust.d - resistência característica à compressão ajustada da alvenaria ao dia d , em MPa.

4.7 3.9

5.1 4.3

2.4 1.9

2.2 1.8

4.8 4.0

grupo 3 empresa B


grupo 2

empresa B

empresa B

grupo 1

empresa A

empresa A

resistência característica rectificada da

alvenaria (MPa)


grupodesignação do

proveteorigem dos elementos conversor de

tensões

Estabelecida a correcção da resistência para cada grupo, efectuou-se a confirmação,

devendo o factor correctivo ser igual à unidade, tal como acontece:

- média das tensões experimentais rectificadas nos provetes, excepto Grupo 4............. = 3.262

- média das tensões experimentais rectificadas nos provetes ensaiados na prensa,

excepto Grupo 4............................................................................................................ = 3.956

- média das tensões experimentais rectificadas nos provetes ensaiados no pórtico,

excepto Grupo 1 e 4...................................................................................................... = 3.956




- conversão de tensões dos provetes ensaiados no pórtico para tensões prováveis

se ensaiados na prensa.................................................................................................. = 1.000

IV.1.2. Coeficiente correctivo do módulo de elasticidade.

À semelhança da correcção efectuada para a resistência experimental dos provetes

apresenta-se neste ponto o ajustamento dos módulos de elasticidade.

A obtenção do coeficiente correctivo do módulo de elasticidade foi feita pela relação

entre o coeficiente correctivo da resistência e o coeficiente correctivo das extensões, com base no

Quadro 5.13. Este foi determinado pela relação da média das extensões experimentais dos

provetes ensaiados na prensa e no pórtico, à excepção da resistência dos provetes em que foi

utilizado microbetão (grupo 4).

Assim tem-se:

- média dos módulos de elasticidade experimentais nos provetes, excepto Grupo 4...= 721.36

- média dos módulos de elasticidade experimentais nos provetes ensaiados

na prensa, excepto Grupo 4........................................................................................= 1603.38

- média dos módulos de elasticidade experimentais nos provetes do Grupo 1

ensaiados no pórtico...................................................................................................= 392.32

- média dos módulos de elasticidade experimentais nos provetes do Grupo 2

ensaiados no pórtico...................................................................................................= 168.38

- conversão dos módulos de elasticidade dos provetes do Grupo 1 ensaiados no

pórtico para os módulos de elasticidade prováveis se ensaiados na prensa...............= 4.09


pórtico, para os módulos de elasticidade prováveis se ensaiados na prensa..............= 9.52



Os coeficientes de conversão dos módulos de elasticidade dos provetes ensaiados no

pórtico para os módulos de elasticidade possíveis e esperados dos mesmos provetes se ensaiados

na prensa, afecta os valores individuais obtidos para, em função destes se determinarem os

módulos de elasticidade médios da alvenaria (ver Quadro IV.2).

Quadro IV.2 – Ajustamento dos módulos de elasticidade com base nos valores experimentais aos d dias.

experimental experimental individual

Ei.d E.exp.d Ei.ajust.dpA1 708 4.09 2895pA2 542 4.09 2215pA3 363 4.09 1485pB1 277 4.09 1133pB2 213 4.09 870pB3 250 4.09 1023pC1 132 9.52 1254pC2 219 9.52 2086pC3 186 9.52 1775pD1 145 9.52 1383

pD2.1 158 9.52 1501pD2.2 1619 1.00 1619pD3 1688 1.00 1688pE1 2415 1.00 2415pE2 1911 1.00 1911

grupo 5 pF1 empresa B 1553 1553 1.00 1553

em que:Ei.d - módulo de elasticidade de cada provete ensaiado ao dia d , em MPa.E.exp.d - módulo de elasticidae da amostra constituída por provetes ensaiado ao dia d , em MPa.Ei.ajust.d - módulo de elasticidade ajustado de cada provete ensaiado ao dia d , em MPa.E.ajust.d - módulo de elasticidae ajustado da amostra constituída por provetes ensaiado ao dia d , em MPa.

158

1654

2163

1501

2163

1654

1553

empresa B

empresa Bgrupo 4

grupo 3 empresa B

empresa B

1705

grupo 2

2198

grupo 1

empresa A

empresa A 1008

538

247

179

E.ajust.d

conversor do mod.

Elasticidade

módulo de elasticidade da alvenaria (MPa) módulo de elasticidade da alvenaria rectificado (MPa)

médiogrupo designação do provete


Estabelecida a correcção da resistência para cada grupo, efectuou-se a confirmação,

devendo o factor correctivo ser igual à unidade:

- média dos módulos de elasticidade experimentais rectificados nos provetes,

excepto Grupo 4.........................................................................................................= 1603.38

- média dos módulos de elasticidade experimentais rectificados nos provetes

ensaiados na prensa, excepto Grupo 4.......................................................................= 1603.38


do Grupo 1 ensaiados no pórtico...............................................................................= 1603.38





do Grupo 2 ensaiados no pórtico...............................................................................= 1603.38


pórtico para os módulos de elasticidade prováveis se ensaiados na prensa..............= 1.00


pórtico, para os módulos de elasticidade prováveis se ensaiados na prensa.............= 1.00

IV.2. Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fbα . fm

β.

Os coeficientes da expressão fk = K . fbα . fm

β foram determinados não tendo em conta os

valores obtidos dos provetes ensaiados com preenchimento dos vazados com microbetão. Uma

vez que, de acordo com os resultados, a resistência obtida nestes provetes é superior à resistência

dos provetes ensaiados sem a contribuição daquele constituinte.

Para a determinação dos coeficientes foi utilizado o método dos mínimos quadrados,

aplicado à expressão de cálculo logaritmizada, conforme se apresenta:

fk = K . fbα . fm

β

⇒ log fk = log K + log fbα + log fm

β

⇒ log fk = log K + α . log fb + β . log fm

obtém-se então, uma equação do tipo:

y = a + b . x + c . x2 ou do tipo y = a + b . x1 + c . x2

em que:

y = log fk a = log K ⇒ K = 10 a

x = x1 = log fb b = α

x2 = x2 = log fm c = β



Para determinação dos coeficientes foram seguidos dois processos afim de se efectuar

uma comparação:

- no primeiro processo, foi feita a determinação dos coeficientes K, α e β da expressão

iniciamente referida, fk = K . fbα . fm

β.

- no segundo processo, foi feita a determinação dos coeficientes α e β da expressão

iniciamente referida, fk = K . fbα . fm

β, assumindo K = 0,5 de acordo com o Eurocode 6.

Para ambos os processos foram ainda utilizados os valores resultantes da aplicação da

expressão do Eurocode 6 com os respectivos coeficientes, α = 0,65 e β = 0,25, afim de confirmar

a utilização das expressões a seguir apresentadas. Naturalmente, a validação destas expressões

confirma-se se da sua aplicação resultarem os mesmos valores para os coeficientes.

Então, pelo método dos mínimos quadrados tem-se:

- um erro dado por: εi = yi – y = yi – a – b . x1i − c . x2i

- a soma dos quadrados dos erros: S = ∑i=1,n (εi)2 = ∑in (yi – a – b . x1i − c . x2i)2

- equações normais:

(1) n . a + b . ∑i=1,n (x1i) + c . ∑i=1,n (x2i) = ∑i=1,n (yi)

(2) a . ∑i=1,n (x1i) + b . ∑i=1,n (x1i2) + c . ∑i=1,n (x1i . x2i) = ∑i=1,n (x1i . yi)

(3) a . ∑i=1,n (x2i) + b . ∑i=1,n (x1i . x2i) + c . ∑i=1,n (x2i2) = ∑i=1,n (x2i . yi)

em que:

yi = log fk do provete i, a = log K ⇒ K = 10 a

x1i = log fb do provete i, b = α

x2i = log fm do provete i, c = β

Assim, para os vários conjuntos de valores provenientes dos resultados experimentais, e

dos resultados experimentais ajustados, apresentam-se nos Quadros IV.3 e IV.4 os coeficientes

determinados.




Quadro IV.3 – Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fbα . fm

β com base nos valores aos d dias.

1. Determinação de coeficientes com valores experimentais para d dias com rectificação da argamassa

elementos argamassa rectificada elementos argamassa

rectificadafb fm.c.d fk.exp.d fb fm.c.d fk.ajust.d

pA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B 8.60 9.44 3.64 8.60 9.44 3.64

a = -0.84140 log 0.5 a = -0.30856 log 0.5

K = 0.14 0.50 K = 0.49 0.50

b = α = 0.89 1.45 b = α = 0.61 0.62c = β = 0.45 -0.61 c = β = 0.32 0.31


resistência normalizada (MPa) resistência característica experimental da alvenaria

resistência normalizada (MPa) resistência característica ajustada da alvenaria


1.92

grupo 1

empresa A 3.79 1.00

empresa A 3.79 4.56 3.79 4.56

5.59 3.79 5.59

0.95

grupo 2

empresa B 8.60 9.77

empresa B 8.60 11.65

2.11 8.60 9.77

2.03 8.60 11.65 3.88

grupo 3 empresa B 8.60 12.42 8.60 12.42 4.27

grupo 4 empresa B

4.27

1.82

4.04

Quadro IV.4 – Coeficientes K, α e β da expressão fk = K . fb

α . fmβ para valores aos 28 dias de acordo com o EC6.

2. Det. de coef. com resultados de cálculo pelo EC6 para 28 dias com rectificação da argamassa

pA1pA2pA3pB1pB2pB3pC1pC2pC3pD1

pD2.1pD2.2pD3pE1pE2

grupo 5 pF1 empresa B

1.97

grupo 1

empresa A



grupo 2

empresa B

empresa B

empresa A

3.7611.90

3.7912.22

3.7611.90grupo 3 empresa B

grupo 4 empresa B

resistência normalizada (MPa)resistência característica de cálculo da alvenaria (MPa)

fk.cal

1.97

4.04

3.79

3.79

8.60

8.60

8.60

8.60

7.58

7.58

15.76

elementos

fb

argamassa

fm.c

a =

K =

b = α =

c = β =

-0.30092

0.50

0.65

0.25

log 0.5

0.50

0.65

0.25





V.1. Fotografias.

Figuras V.1 – Ensaios na empresa: desmoldagem de blocos frescos, pesagem da massa fresca e de blocos curados e

ensaio de abaixamento.

Figuras V.2 – Ensaios em laboratório: análise da absorção de água por capilaridade em blocos.

Figura V.3 – Montagem dos provetes de alvenaria e de provetes cúbicos de argamassa.

Figuras V.4 – Esquema genérico da realização dos ensaios de compressão de provetes de alvenaria no Pórtico.



Figuras V.5 – Realização do ensaio: fase de carga, fissuração e aspecto final da rotura do provete.

Figuras V.6 – Realização do ensaio: fase de carga, e aspecto final da rotura de outro provete.

Figuras V.7 – Realização do ensaio: utilização de protecção do meio envolvente.

Figuras V.8 – Realização do ensaio: fase de carga e rotura do provete.




Figuras V.9 – Realização do ensaio: rotura explosiva do provete, aspecto da destruição e desfasamento dos septos

transversais.

Figura V.10 – Reforço transversal do perfil metálico distribuidor de cargas verticais.

Figuras V.11 – Alteração do tipo de aparelho de carga: Pórtico e Prensa.

Figura V.12 – Esquema genérico da realização dos ensaios de compressão de provetes de alvenaria na Prensa.



Figuras V.13 – Realização dos ensaios: registos de valores e rotura dos provetes.

Figuras V.14 – Realização dos ensaios dos provetes com microbetão: fissuração e descolamento por perda de

aderência bloco-microbetão.

Figuras V.15 – Provete com argamassa de cal e ensaio de abaixamento da argamassa.

Figuras V.16 – Fim do trabalho.

“comportamento de estruturas de alvenaria por aplicação de...

Documents