norma desempenho-analise do desempenho bocos de conc celular

INSTITUTO DE TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO

INSTITUTO DE ENGENHARIA DO PARAN

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA

MARCELO QUEIROZ VARISCO

ANLISE DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO CELULAR AUTOCLAVADO

EM UM SISTEMA DE VEDAO EXTERNA

CURITIBA 2014

MARCELO QUEIROZ VARISCO

ANLISE DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO CELULAR AUTOCLAVADO

EM UM SISTEMA DE VEDAO EXTERNA Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Desenvolvimento de Tecnologia, rea de Concentrao em Tecnologia dos Materiais, do Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, em parceria com o Instituto de Engenharia do Paran, como parte das exigncias para a obteno do ttulo de Mestre em Desenvolvimento de Tecnologia. Orientador: Prof. Dr. Luiz Alkimin de

Lacerda

CURITIBA 2014

Bibliotecria Responsvel Vania Cristina Gracia Gonalves CRB5/1465

V312a Varisco, Marcelo Queiroz. Anlise do desempenho de blocos de concreto celular

autoclavado em um sistema de vedao externa / Marcelo Queiroz Varisco. Curitiba: LACTEC, 2014.

147 p. : il. ; 30 cm.

Orientador: Prof. Dr. Luiz Alkimin de Lacerda. Dissertao (Mestrado) Institutos de Tecnologia para o

Desenvolvimento, LACTEC Programa de Ps-Graduao em Desenvolvimento de Tecnologia, 2014.

Inclui Bibliografia

1.Edificao Habitacional. 2. BCCA. 3. SWIE. I. Varisco, Marcelo Queiroz. II. Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, LACTEC - Programa de Ps-Graduao em Desenvolvimento de Tecnologia. III. Ttulo.

CDD 690.028

DEDICATRIA

Deus;

Aos meus pais, Aldo e Maria da Graa, pelos exemplos de vida;

minha querida esposa Tania, pelo incentivo e cumplicidade;

minha filha Carolina, pela incondicional ajuda, e;

Aos meus queridos IIrmos pelos crditos a mim confiados.

AGRADECIMENTOS

A Deus, por todas as ddivas a mim concedida.

minha famlia, composta pela minha esposa Tania e minha filha Carolina,

reverenci-os pela compreenso despendida devido a minha ausncia para a

elaborao dessa dissertao.

Ao meu orientador Prof. Dr. Luiz Alkimin de Lacerda, por sua absoluta

compreenso e presteza dispensada nos momentos mais rduos.

Ao Prof. Dr. Alexandre Rasi Aoki, pela pacincia, dedicao e

comprometimento exemplar na gerncia do programa.

Aos professores do PRODETEC pela indiscutvel competncia no mbito de

suas unidades curriculares.

Ao Prof. Dr. Kleber Franke Portella pela ajuda incondicional durante todo o

desenvolvimento e aprimoramento dessa dissertao.

Carinhosamente, aos professores Dr. Akemi Kan, Dr. Vitoldo Swinka Filho e

Dr. Juliano de Andrade pelo exemplo de educadores.

equipe maravilhosa do LACTEC-LAME que em momento algum deixou de

dar apoio e essa dissertao, recebendo-me com grande carinho, dividindo o espao

fsico e, principalmente, conferindo-me a oportunidade de, humildemente, poder

participar do desenvolvimento de alguns equipamentos relacionados a NBR 15575

(ABNT, 2013) junto a ITA.

Aos professores e colegas de profisso do DACOC, da UTFPR pelos

incentivos e colaboraes tcnicas para a realizao dessa.

Aos amigos de mestrado, em especial ao Ir Luiz Claudio Skrobot Junior,

Willian Pelissari e Alexandre dos Santos pelo companheirismo e incentivo durante a

jornada.

RESUMO

Diante da problemtica do deficit habitacional, no exclusiva do Brasil, a normatizao, tambm na construo civil, se fez presente, cuja tica de normalizar processos e mtodos, visando o desempenho das edificaes norteou a ABNT a editar em julho de 2013 a NBR 15575. Diante desse cenrio, essa dissertao veio contribuir junto a implantao da primeira ITA (Instituio Tcnica Avaliadora) do Paran, na participao nos desenvolvimentos dos equipamentos e aparelhos referenciados pela norma de desempenho, na sua quarta parte, que enfoca Sistemas de Vedaes Verticais Internas e Externas SVVIE, cujos croquis e descries pertinentes aos equipamentos, so bsicos e incompletos, dificultando em muito a confeco dos mesmos. Assim sendo, propositadamente, essa dissertao rica em Quadros e Figuras, de modo a propiciar ao leitor um maior entendimento aos processos e mtodos empregados e parametrizados pela referida norma. Na seara da performance de uma edificao, cujas paredes, no estruturais, so construdas usando blocos de concreto celular autoclavado, vem, essa dissertao contribuir em avaliar o desempenho dessa tecnologia construtiva, limitado-se aos ensaios descritos na quarta parte do conjunto normativo NBR 15575 (ABNT, 2013), construindo em ambiente laboratorial, conforme NBR 14956 (ABNT, 2013), dois prottipos de S V V, com finalidade Externa devido o maior rigor normativo (SVVE). Os nveis de desempenho obtidos nos ensaios de estanqueidade gua de chuva, resistncia ao calor e choque trmico e resistncia aos impactos de corpo duro e corpo mole, foram satisfatrios, contudo no ensaio de resistncia s solicitaes de cargas suspensas, o SVVIE apresentou deficincia, obtendo ndice satisfatrio apenas no ensaio envolvendo cargas aplicadas em cantoneiras L, inspirando assim, cuidados que devero estar referenciados junto ao manual do proprietrio, ou de uso do imvel, quando das instalaes envolvendo mo francesa e cargas inclinadas, como no caso das aplicadas em gancho de rede. Palavras-chave: Desempenho das edificaes habitacionais. Bloco de concreto celular autoclavado. Sistemas de vedao vertical em edificaes.

ABSTRACT

Brazilian housing deficit triggered the development of standardization methods for construction processes targeting the performance of buildings, guiding ABNT to edit in July 2013 the NBR 15575 standard. Given this scenario, this dissertation contributes to the implementation of the first ITA (Technical Evaluation Institute) in Paran, and to the development of equipment and devices referenced by the ABNT standard, in its fourth part, which focuses Indoor and Outdoor Wall Sealing Systems - SVVIE, whose sketches and descriptions are basic and incomplete, hindering much their elaboration. Therefore, purposely, this dissertation is rich in Tables and Figures, in order to provide the reader a greater understanding of the applied processes and methods parameterized by the ABNT standard. In the performance area of buildings, whose nonstructural walls are built using autoclaved blocks of aerated concrete, this dissertation contributes with the evaluation of this technology, limited to the tests described in the fourth part of NBR 15575 (ABNT, 2013), constructing in laboratory two SVVIE prototypes according to NBR 14956 (ABNT, 2013), with Outdoor purposes due to its greater stringency (SVVE). The performance levels obtained from impermeability tests for rainwater, heat resistance and thermal shock, and impact resistance of hard body and soft body were satisfactory. However, the test of resistance for requested hanging loads, the SVVIE showed deficiency, obtaining a satisfactory grade only in tests involving forces applied with "L" profile steel bars, thus, inspiring caution that must be referenced in the property owner's manual, when involving crane arms and inclined loads as, for instance, in the case of net hangers. Keywords: Performance of residential buildings. Autoclaved blocks of aerated concrete. Sealing Systems in buildings.

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Espectro que correlaciona as massas especficas dos agregados e

dos concretos, bem como suas resistncias compresso.............

09

Figura 2 - Cronograma da classificao dos concretos leves............................ 10

Figura 3 - Detalhe da presena de bolhas de ar ou de vazios no CCA............. 11

Figura 4 - Detalhes de um concreto com presena de argila expandida

segregada como agregado grado...................................................

11

Figura 5 - Detalhe de um concreto com vermiculita e argila expandida............ 12

Figura 6 - Detalhe de um concreto celular com presena de argila expandida. 12

Figura 7 - Fotomicrografia de uma seo de concreto com ar incorporado...... 13

Figura 8 - Detalhe de um gerador de espuma................................................... 14

Figura 9 - Preparo de CC em betoneira, com detalhe da adio da espuma... 14

Figura 10 - Casas monolticas executadas com CC, que lanado e

curado in loco...................................................................................

14

Figura 11 - Detalhe de um BCC produzido artesanalmente em pequena

indstria de artefatos de concreto.....................................................

14

Figura 12 - Detalhe de BCCA produzidos industrialmente com espessuras de

7,5cm 20cm ...................................................................................

14

Figura 13 - Detalhe de blocos e painis de CCA produzidos industrialmente .... 14

Figura 14 Esquema de uma indstria de BCCA............................................... 17

Figura 15 - Distribuio percentual do consumo de BCCA no Brasil .................. 21

Figura 16 - Croquis de um bloco de concreto celular .......................................... 22

Figura 17 - Detalhe do uso do rasgador e do serrote em um BCCA .................. 23

Figura 18 - Esquemtico de uma amostra do corpo de prova a ser avaliado

quanto aos seus desempenhos .......................................................

34

Figura 19 - Detalhe da cmara de ensaio, reservatrio de retro-alimentao da

gua, bomba de gua, filtro de gua, bomba de ar e vlvula de

alvio e regulagem da presso interna da cmara ......................

35

Figura 20 - Detalhe do manmetro diferencial, que efetua a leitura da presso

interna da cmara ............................................................................

35

Figura 21 - Detalhe do equipamento para o ensaio de carregamento usando

mo francesa ..........................................................................................

36

Figura 22 - Detalhe do equipamento cantoneira L ........................................... 36

Figura 23 - Detalhe do equipamento para o ensaio de carga faceando a

parede ..............................................................................................

37

Figura 24 - Detalhe do equipamento para o ensaio de carga inclinada, tipo as

aplicadas nos ganchos de rede de dormir .......................................

37

Figura 25 - Detalhe do transdutor de deslocamento tipo digital instalado de

forma independente atuando na face oposta s fixaes ................

37

Figura 26 - Detalhe do paqumetro, bem como do parafuso e bucha utilizada

na fixao da mo francesa .............................................................

37

Figura 27 - Detalhe do painel radiante com temperatura controlada de 80 C

junto ao corpo de prova por meio de termopares ............................

38

Figura 28 - Detalhe do dispositivo aspersor de gua responsvel pelo

resfriamento .....................................................................................

38

Figura 29 - Detalhe do transdutor de deslocamento tipo digital instalado de

forma independente atuando na face oposta ao ensaio ..................

38

Figura 30 - Detalhe da instalao do prtico independente, sustentador do

corpo duro ........................................................................................

39

Figura 31 - Detalhe da instalao do prtico independente, sustentador do

corpo mole .......................................................................................

39

Figura 32 - Detalhe do paqumetro adaptado de forma a melhor medir as

mossas provenientes do ensaio .......................................................

39

Figura 33 - Croquis de um corpo de prova mnimo de um SVVE no ensaio de

estanqueidade...................................................................................

40

Figura 34 - Esquemtico do equipamento para verificao da estanqueidade

em um SVVE ....................................................................................

42

Figura 35 - Esquemtico do equipamento para verificao da estanqueidade

instalado em um SVVE....................................................................

43

Figura 36 Fluxograma da execuo do ensaio para verificao da

estanqueidade em um SVVE............................................................

44

Figura 37 Esquema de mo-francesa padro para ensaios de peas

suspensas, como lavatrios e prateleiras ........................................

47

Figura 38 - Esquemtico do equipamento para determinao da resistncia

dos SVVIE s solicitaes de peas suspensas ..............................

48

Figura 39 Fluxograma da execuo do ensaio para verificao da

determinao da resistncia dos SVVIE s solicitaes de peas

suspensas ........................................................................................

49

Figura 40 - Esquemtico dos equipamentos usados para verificao do

comportamento de um SVVIE exposto ao de calor e choque

trmico .............................................................................................

52

Figura 41 Fluxograma da execuo do ensaio para verificao do

comportamento de um SVVIE exposto ao de calor e choque

trmico .............................................................................................

53

Figura 42 - Esquemtico do equipamento para verificao da resistncia a

impactos de corpo duro ....................................................................

56

Figura 43 Fluxograma da execuo do ensaio para verificao da resistncia

a impactos de corpo duro .................................................................

57

Figura 44 - Esquemtico do equipamento para verificao da resistncia a

impactos de corpo mole ...................................................................

61

Figura 45 Fluxograma da execuo do ensaio para verificao da resistncia

a impactos de corpo mole ................................................................

62

Figura 46 Fluxograma referente a seqncia da realizao dos

ensaios.............................................................................................

63

Figura 47 - Vista do incio do levantamento dos BCCA, assentados com

argamassa colante............................................................................

64

Figura 48 - Detalhe do processo de umidificao das faces de

um BCCA..........................................................................................

64

Figura 49 - Detalhe do processo de umidificao das faces do BCCA que

estiverem em contato com a argamassa..........................................

64

Figura 50 - Preparo para execuo da quinta fiada, a 1,5 m da base, onde

haver uma pausa............................................................................

64

Figura 51 - Detalhe INCORRETO do sentido da aplicao da argamassa

colante..............................................................................................

64

Figura 52 - Detalhe CORRETO do sentido da aplicao da argamassa

colante..............................................................................................

64

Figura 53 - Vista do CP em BCCA construdo sob o prtico do

LAME.................................................................................................

65

Figura 54 - Vista dos dois corpos de prova em BCCA construdos sob os

prticos do LAME..............................................................................

65

Figura 55 - Vista dos corpos de prova j devidamente revestidos e

pintados............................................................................................

65

Figura 56 - Vista dos CP, com detalhe da face interna do CP2,

propositalmente no revestida..........................................................

65

Figura 57- Apresentao dos equipamentos envolvidos no ensaio de

estanqueidade...................................................................................

66

Figura 58 - Condies de exposio conforme as regies brasileiras e

respectivas presses estticas para SVVE......................................

67

Figura 59 - Vista do equipamento de estanqueidade instalado e operando,

antes do ensaio de choque trmico..................................................

68

Figura 60 - Vista do equipamento de estanqueidade instalado e operando,

aps o ensaio de choque trmico.....................................................

68

Figura 61 - Apresentao dos equipamentos envolvidos no ensaio de Choque

Trmico ............................................................................................

69

Figura 62 - Vista do corpo de prova a ser analisado quanto ao seu

desempenho ao choque trmico.......................................................

71

Figura 63 - Vista do corpo de prova a ser analisado com a instalao dos

termmetros e dos termopares.........................................................

71

Figura 64 - Vista da face posterior do corpo de prova, com a instalao

independente do transdutor de deslocamento tipo digital para

medir os deslocamentos horizontais.................................................

72

Figura 65 - Vista da instalao do painel radiante, na face externa do SVVE,

entrando em operao, aps a estabilizao trmica em 803 oC...

72

Figura 66 - Vista do equipamento resfriador por meio de asperso de gua,

operando at a superfcie se estabilizar em 203 oC........................

72

Figura 67 - Vista da face posterior, apresentando no detalhe, a presena de

duas fissuras no CP .........................................................................

72

Figura 68 - Vista do mapeamento da furao, oriunda de outros ensaios, junto

ao corpo de prova CP 2 em destaque..............................................

73

Figura 69 - Comparativo da visualizao das fissuras, fotografia comum e

termografia do SVVE antes do choque trmico................................

74

Figura 70 - Visualizao bem evidente por meio de termografia, de duas

fissuras no CP 1................................................................................

74

Figura 71 - Apresentao dos equipamentos envolvidos no ensaio de cargas

suspensas.........................................................................................

75


desempenho a cargas suspensas....................................................

78

Figura 73 - Vista do corpo de prova com a instalao dos equipamentos: mo

francesa, gancho de rede e cantoneira L - situao 1......................

78

Figura 74 - Vista do corpo de prova na face posterior, com a instalao

independente do transdutor de deslocamento tipo digital para

medir os deslocamentos horizontais durante o ensaio.....................

79

Figura 75 - Vista do carregamento junto mo francesa ................................... 79

Figura 76 - Vista da mo francesa no suportando o momento solicitante......... 79

Figura 77 - Vista do incio do carregamento junto ao dispositivo de carga

inclinada, tipo gancho de rede..........................................................

79

Figura 78 - Vista do momento do arranque do gancho de rede, detalhe da

parede e do sistema de engaste.......................................................

80

Figura 79 - Vista do incio do carregamento junto ao dispositivo cantoneira L. 80

Figura 80 - Vista do detalhe do rompimento do sistema de fixao junto a mo

francesa situao 2........................................................................

81

Figura 81 - Vista do incio do carregamento junto ao dispositivo de carga

inclinada, tipo gancho de rede de dormir..........................................

81

Figura 82 - Vista do gancho de rede no suportando o carregamento, bem

como detalhe da parede e do sistema de engaste...........................

81

Figura 83 - Vista do incio do carregamento junto ao dispositivo cantoneira L. 81

Figura 84 - Vista do conjunto a ser ensaiado situao 3.................................. 82

Figura 85 - Vista do incio do carregamento junto a mo francesa...................... 82

Figura 86 - Vista do gancho de rede sendo carregado........................................ 83

Figura 87- Vista do carregamento junto ao dispositivo cantoneira L................. 83

Figura 88 - Apresentao dos equipamentos envolvidos no ensaio de impacto

de corpo duro....................................................................................

84


desempenho de resistncia ao impacto de corpo duro....................

86

Figura 90 - Vista do corpo percussor de impacto sendo posicionado para

efetuar sua trajetria pendular em direo ao SVVE........................

86

Figura 91 - Vista do corpo percussor de 500g no instante do impacto,

imprimindo no corpo de prova uma mossa.......................................

87

Figura 92 - Vista do corpo percussor de 1000g no instante do impacto,

imprimindo no corpo de prova uma mossa.......................................

87

Figura 93 - Vista das mossas impressas na face do corpo de prova.................. 87

Figura 94 - Vista da determinao mtrica da profundidade da mossa, atravs

do paqumetro...................................................................................

87

Figura 95 - Apresentao dos equipamentos envolvidos no ensaio de impacto

de corpo mole...................................................................................

88


desempenho de resistncia ao impacto de corpo mole..................

90

Figura 97 - Vista do transdutor de deslocamento tipo digital instalado na face

posterior do corpo de prova, localizado no centro geomtrico da

rea de impacto do corpo mole com o SVVE.................................

90

Figura 98 - Vista do corpo percussor mole sendo posicionado respeitando o

diferencial de altura exigido pelo ensaio.........................................

91

Figura 99 - Vista do corpo percussor mole no instante do impacto junto ao

SVVE...............................................................................................

91

Figura 100 - Vista do corpo percussor mole sendo posicionado com um

diferencial de altura de 1,80 m........................................................

91

Figura 101 Cmara monobloco atual, proposta de cmara composta por

duas partes, moldura e cmara......................................................

94

Figura 102 Termografia de uma parede aps o aquecimento e sendo

resfriada abruptamente...................................................................

100

Figura 103 Esboo de situao de risco junto ao trabalhador, bem como

apresentao de uma proposta de instalao dos equipamentos..

106

Figura 104 Esboo do aparelho mo francesa apresentado pelas NBR

15575 e 11678................................................................................

106

Figura 105 Esboo do aparelho mo francesa instalado em SVVE sem

acesso ao lado posterior.................................................................

107

Figura 106 Proposta de prticos auxiliares durante o ensaio de corpo duro ... 112

Figura 107 Representao grfica dos deslocamentos dos seis impactos do

ensaio de corpo mole......................................................................

114

Figura 108 Vista dos prticos auxiliares durante o ensaio de corpo mole........ 117

Figura 109 Proposta de prticos auxiliares durante o ensaio de corpo mole... 118

Figura 110 Croquis do dispositivo apresentado pela ASTM E695 (2009)........ 118

Figura 111 Vista do dispositivo apresentado pela ASTM E695 (2009),

dispositivo composto por alapo...................................................

119

Figura 112 Mtodo de leitura de algumas tabelas apresentadas pela NBR

15575 (ABNT, 2013).......................................................................

119

Figura 113 Vista da execuo do ensaio de corpo mole, em uma edificao

prottipo, com a necessidade da retirada parcial do beiral.............

120

LISTA DE QUADROS Quadro 1 Dados de referncia da massa especfica

dos concretos leves.........................................................................

08

Quadro 2 - Valores mnimos de resistncia compresso em funo da

massa especfica para concreto leve ...............................................

09

Quadro 3 - Influncia do tipo de cura na resistncia compresso do bloco de

CCA ..................................................................................................

20

Quadro 4 - Principais propriedades fsicas do

BCCA................................................................................................

20

Quadro 5 - Resistncias compresso dos BCCA e suas respectivas

densidades .......................................................................................

22

Quadro 6 - Posicionamento em relao qualidade e as mudanas

paradigmticas .................................................................................

28

Quadro 7 - Massa de corpo percussor de impacto, altura e energia

decorrente.........................................................................................

56

Quadro 8 - Massa do corpo percussor de impacto, altura e energia, aplicados

em edifcios trreos ..........................................................................

59

Quadro 9 - Massa do corpo percussor de impacto, altura e energia, aplicados

em edifcios com mais de um pavimento .........................................

60

Quadro 10 - Massa de corpo percussor de impacto, altura e energia

decorrente.........................................................................................

85

Quadro 11 - Requisitos quanto estanqueidade gua, em sistemas de

vedaes verticais externas (fachadas)..........................................

93

Quadro 12 - Comparativo dos parmetros usados nos ensaios pela

ABNT x ASTM.................................................................................

95

Quadro 13 - Cargas de ensaio e critrios para peas suspensas fixadas por

mo francesa padro e cantoneira L .............................................

104

Quadro 14 - Cargas de ensaio para peas suspensas com

carregamento inclinado a 60 com a vertical..................................

105

Quadro 15 - Impacto de Corpo Duro para SVVIE

NBR 15575-2 Anexo D....................................................................

109

Quadro 16 - Impacto de Corpo Duro para SVVIE

NBR 15575-4 Anexo F....................................................................

110

Quadro 17 - Impactos de corpo mole para SVVE, casas trreas, sem funo

estrutural.........................................................................................

115

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Ensaio de estanqueidade gua antes e aps o Choque

Trmico...............................................................................................

92

Tabela 2 - Dados do ensaio de Choque

Trmico, corpo de prova 1..................................................................

96

Tabela 3 - Dados do ensaio de Choque

Trmico, corpo de prova 2..................................................................

97

Tabela 4 - Dados do ensaio de Carga Suspensa Bucha SX - 8

Situao 1...........................................................................................

101

Tabela 5 - Dados do ensaio de Carga Suspensa Bucha UX 8

Situao 2...........................................................................................

102

Tabela 6 - Dados do ensaio de Carga Suspensa Bucha FUR 8x80 SS

Situao 3...........................................................................................

103

Tabela 7 - Qualificao quanto ao nvel de desempenho nos ensaios de

cargas suspensas...............................................................................

105

Tabela 8 - Dados do ensaio de Impacto de Corpo

Duro.....................................................................................................

108

Tabela 9 - Dados do ensaio de Impacto de Corpo

Mole.....................................................................................................

113

LISTA DE SMBOLOS

D Densidade da parede (kg/m2) - quilos por metro quadrado de parede

LISTA DE SIGLAS

a.C. Antes de Cristo

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ASTM American Society for Testing and Materials

BCC Bloco de Concreto Celular

BCCA Bloco de Concreto Celular Autoclavado

BNH Banco Nacional da Habitao

CBIC Cmara Brasileira da Indstria da Construo

CC Concreto Celular

CCA Concreto Celular Autoclavado

CEF Caixa Econmica Federal

d.C Depois de Cristo

DACOC Departamento Acadmico de Construo Civil

dh Deslocamento horizontal

dhr Deslocamento horizontal residual

DIN Deutsches Institut fr Normung

dm3 decmetro cbico

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

h hora

I Patamar Intermedirio de desempenho

IBTQC Instituto Brasileiro de Tecnologia em Qualidade da Construo

IPT Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo

ITA Instituio Tcnica Avaliadora

J Joule

kg quilograma

kgf quilograma-fora

LACTEC Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento

LAME Laboratrio de Materiais e Estruturas

Ltda Limitada

m metro

M Patamar Mnimo de desempenho

m2 metro quadrado

min minuto

mm milmetro

MPa Mega Pascal

N Newton

NBR Norma Brasileira

NBR NM Norma Brasileira e Norma Mercosul

OV rgo Validador

p Profundidade da mossa

Pa Pascal

S Patamar Superior de desempenho

S.A. Sociedade Annima

STF Supremo Tribunal Federal

SVV Sistema de Vedao Vertical = Parede

SVVE Sistema de Vedao Vertical Externa = Parede externa

SVVI Sistema de Vedao Vertical Interna = Parede interna

SVVIE Sistema de Vedao Vertical Interna e Externa

t Tempo em segundos ou em munutos ou em horas

T Temperatura oC

USP Universidade de So Paulo

SUMRIO

1 INTRODUO................................................................................................

1.1 PROBLEMTICA.........................................................................................

1.2 OBJETIVOS.................................................................................................

1.2.1 Objetivo Geral...........................................................................................

1.2.2 Objetivos Especficos................................................................................

1.3 JUSTIFICATIVA...........................................................................................

1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAO...............................................................

2 REVISO DA LITERATURA..........................................................................

2.1 DEFINIES DE CONCRETO...................................................................

2.2 TIPOS DE CONCRETOS............................................................................

2.3 CONCRETO LEVE......................................................................................

2.3.1 Concreto Celular.......................................................................................

2.3.2 Concreto Celular Autoclavado - CCA........................................................

2.3.3 Definies de CCA....................................................................................

2.3.4 Bloco de Concreto Celular Autoclavado (BCCA)......................................

2.3.5 Esquema do processo de fabricao BCCA.............................................

2.3.6 Principais propriedades fsicas do BCCA.................................................

2.3.7 Consumo no Brasil do BCCA....................................................................

2.3.8 O BCCA como elemento de vedao e enchimento.................................

2.4 DESEMPENHO DE EDIFICAES HABITACIONAIS...............................

2.4.1 Definio...................................................................................................

2.4.2 Histrico do conceito de desempenho na construo..............................

2.4.3 A qualidade na construo civil................................................................

2.4.4 Apresentao normativa...........................................................................

3 MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E MTODOS ..............................................

3.1 MATERIAIS..................................................................................................

3.1.1 Apresentao dos materiais......................................................................

3.1.2 Caractersticas dos materiais empregados...............................................

3.1.3 Caracterstica visual do conjunto ensaiado...............................................

3.2 EQUIPAMENTOS........................................................................................

3.2.1 Estanqueidade gua de chuva em SVVE..............................................

3.2.2 Solicitao sob ao de peas suspensas...............................................

3.2.3 Exposio ao do calor e ao choque trmico......................................

3.2.4 Impactos de corpo duro e corpo mole.......................................................

01

03

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39

3.3 MTODOS NORMALIZADOS.....................................................................

3.3.1 Determinao da verificao da estanqueidade gua em SVVE..........

3.3.2 Determinao da resistncia dos SVVIE s peas suspensas.................

3.3.3 Determinao da verificao da resistncia quanto ao choque trmico...

3.3.4 Determinao da verificao da resistncia a impactos de corpo duro......

3.3.5 Determinao da verificao da resistncia a impactos de corpo mole......

4 INVESTIGAO EXPERIMENTAL FSICA...................................................

4.1 PREPARAO DOS CORPOS DE PROVA...............................................

4.2 VERIFICAO DA ESTANQUEIDADE GUA EM SVVE........................

4.2.1 Aparelhagem Utilizada..............................................................................

4.2.2 Procedimento do Ensaio Estanqueidade...............................................

4.2.3 Detalhes do Equipamento em Operao..................................................

4.3 VERIFICAO DA EXPOSIO AO DE CALOR E AO CHOQUE

TRMICO EM SVVE...................................................................................


4.3.2 Procedimento do Ensaio Choque trmico..............................................

4.3.3 Detalhes dos Equipamentos em Operao...............................................

4.3.4 Uso de fotografia de deteco da radiao infravermelha........................

4.4 VERIFICAO DO COMPORTAMENTO SOB AO DE CARGAS

SUSPENSAS EM SVVE...............................................................................


4.4.2 Procedimento do Ensaio Cargas Suspensas.........................................

4.4.3 Consideraes sobre o processo de engaste mecnico...........................

4.4.4 Detalhes dos Equipamentos em solicitao, situao 1..........................



4.5 VERIFICAO DA RESISTNCIA AO IMPACTO DE CORPO DURO EM

SVVE............................................................................................................


4.5.2 Procedimento do Ensaio Impacto de Corpo Duro..................................

4.5.3 Detalhes dos Equipamentos em Operao..............................................

4.6 VERIFICAO DA RESISTNCIA AO IMPACTO DE CORPO MOLE EM

SVVE............................................................................................................


4.6.2 Procedimento do Ensaio Impacto de Corpo Mole..................................

4.6.3 Detalhes dos Equipamentos em Operao..............................................

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5 ANLISE DOS RESULTADOS E DISCUSSES..........................................

5.1 ANLISE DA ESTANQUEIDADE GUA DE CHUVA..............................

5.1.1 Dados coletados no ensaio Estanqueidade

antes e aps o choque trmico.................................................................

5.1.2 Requisitos da NBR 15575 (ABNT, 2013)..................................................

5.1.3 Resultados quanto qualificao do desempenho..................................

5.1.4 Anlise crtica............................................................................................

5.2 ANLISE DA EXPOSIO AO DE CALOR E

AO CHOQUE TRMICO............................................................................

5.2.1 Dados coletados no ensaio Choque trmico.........................................



5.2.4 Anlise crtica............................................................................................

5.3 ANLISE DO COMPORTAMENTO SOB AO

DE CARGAS SUSPENSAS.......................................................................

5.3.1 Dados coletados no ensaio Cargas Suspensas situao 1................





5.3.6 Anlise crtica............................................................................................

5.4 ANLISE DA RESISTNCIA AO IMPACTO DE CORPO DURO................

5.4.1 Dados coletados no ensaio Impacto de Corpo Duro.............................



5.4.4 Anlise crtica............................................................................................

5.5 ANLISE DA RESISTNCIA AO IMPACTO DE CORPO MOLE................

5.5.1 Dados coletados no ensaio Impacto de Corpo Mole.............................



5.5.4 Anlise crtica............................................................................................

6 CONCLUSES...............................................................................................

7 SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS.............................................

REFERNCIAS..................................................................................................

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1

1 INTRODUO

Historicamente, a construo civil est ligada ao desenvolvimento do

Homem. Inicialmente, estava associada a questes de proteo e segurana, mas

gradativamente, progride de forma exponencial, transformando-se em um mercado

promissor, que leva a desencadear o expressivo desenvolvimento imobilirio na

primeira dcada do sculo XXI.

Alguns aspectos como coordenao modular, engenharia de materiais e

racionalizao estavam presentes, mesmo que rudimentar, na complexa Arquitetura

Gtica, e assim foram trazidos para a Era moderna. A partir da, aliam-se ao novo

conceito de construo civil e estabelecem, na relao construtor-construtora-

consumidor, requisitos de segurana e qualidade, personificao, confiabilidade,

conforto, confiana e esttica. Estes fatores devem integrar o escopo, logo no

projeto da construo e avanar at o momento de entrega do imvel construdo.

No velho continente, terminada a Segunda Grande Guerra Mundial, em

1945, em meio s turbulncias e inmeras habitaes deflagradas, o europeu diante

dessa problemtica, comeou a reconstruir o continente, iniciando por novas

habitaes para abrigar suas famlias e atender situaes especficas de

instabilidade que, aliadas a cronogramas imobilirios ousados, proporcionaram

maior qualidade e desempenho, culminando em sistemas construtivos de elevado

padro e apelo esttico, conquistando espaos e produtividade no cenrio mundial.

Desse momento em diante houve aprimoramentos substanciais, bem como

desenvolvimento tecnolgico, visando uma procura crescente por solues

fundamentadas em uma arquitetura renovadora, focada em necessidades

prementes do consumidor moderno, que, alm de exigente estava muito mais

consciente, comparado h algumas dcadas atrs, devido a informatizao e a

tecnologia que se alastrou e globalizou o mundo, interligando mercados, produtos e

servios.

No Brasil, muito se avanou e muito se conquistou. Polticas habitacionais

de responsabilidade das esferas municipais, estaduais e federais sempre foram uma

constante, contudo nos ltimos 50 anos, afloraram programas habitacionais mais

alicerados, culminando em um avano significativo na rea habitacional.

Diante de to promissor mercado, houve a necessidade da parametrizao,

de uma normatizao, cuja finalidade alcanar patamares mnimos de qualidade

2

da EDIFICAO, do local onde se habita ou trabalha, visando padres de

desempenho da edificao analisada, amplamente descritos na NBR 15575 (ABNT,

2013).

O atual momento brasileiro de grande expanso no setor da construo

civil, decorrente de vrios fatores que, somados, criaram condies para o incio de

um ciclo de crescimento, alm disso, o governo brasileiro tem priorizado medidas

para incrementar essa to importante atividade no pas. O crdito imobilirio, antes

escasso e pouco atrativo para o sistema financeiro, torna-se cada vez mais

acessvel, e hoje visto pelos bancos como um importante instrumento de

fidelizao dos clientes.

Assim sendo, independentemente do fato do crescimento atual da construo

civil no Brasil estar mais direcionado s habitaes populares, h um aspecto que

precisa ser considerado por toda a sociedade tcnica, bem como pelo governo,

pelas instituies financeiras e pelas entidades representativas do setor, que o

desempenho mnimo das construes brasileiras. Deste modo, devem ser

preconizados padres tcnicos que, obrigatoriamente, precisam ser atendidos pelo

setor da construo civil.

Essa preocupao de parametrizar esses requisitos mnimos de desempenho,

j h algum tempo vem sendo discutido junto s entidades representativas do setor,

cujo objetivo a melhoria da qualidade das construes, bem como do ambiente

contrudo na relao Homem-Edificao.

No Brasil, at o momento da publicao da NBR-15575 (ABNT, 2013) no

havia parmetros de desempenho para as habitaes, o que levava a qualidade dos

materiais elementares da construo civil, tornar-se um tanto duvidosa, tanto para

quem construa como para quem adquiria a obra construda, justificada na ausncia

de padro de qualidade tcnica, que resultava em um produto final de baixa

resistncia, durabilidade duvidosa e desconhecimento de suas caractersticas

tcnicas.

A parametrizao destas caractersticas tcnicas exigidas pela referida

norma segue uma tendncia mundial de mercado e tem como finalidade promover a

qualidade do uso dos ambientes construdos, vindo de encontro aos anseios do

pblico consumidor, bem como das sociedades afins da construo civil.

At o momento em que a Norma NBR 15575 (ABNT, 2013) foi editada, nas

construes nem sempre se consideravam os aspectos ambientais do entorno da

3

obra construda e da mesma forma, desconsiderava a destinao do uso da

habitao, desencadeando em patologias construtivas que resultavam na baixa

qualidade ambiental de seu interior.

1.1 PROBLEMTICA

No Brasil, o crescimento na demanda da construo civil, justificado pelo

incentivo poltico e pela facilidade em obter financiamentos do Estado, visto a grande

necessidade de disponibilizar edificaes habitacionais para atender uma clientela

pontual, fez com que os legisladores sobre o setor parametrizassem a construo

civil, visando qualificar e quantificar o desempenho da edificao.

O permanente desenvolvimento de pesquisas e de novas tecnologias

trouxeram avanos e aporte tecnolgico para os materiais e tcnicas construtivas,

que favoreceram a rapidez dos processos e otimizao nos canteiros de obras,

visando a melhoria na qualidade do imvel como um todo, em respeito ao

consumidor e ao meio ambiente.

Atualmente, construtoras e construtores, enquanto operadores do setor,

esto muito mais atentos ao mercado e seus potenciais clientes e passaram a

demonstrar maior comprometimento nos seus projetos e empreendimentos, em

consonncia aos requisitos preconizados na NBR 15575 (ABNT, 2013), tornando o

imvel pronto uma estrutura de vivncia com atributos jamais observados

anteriormente.

Diante do exposto, para atender moderna conjuntura, a Associao

Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), em conjunto com as inmeras entidades da

Construo Civil, desenvolveram a Norma Brasileira NBR 15575 (ABNT, 2013),

vigente no pas desde julho de 2013.

Deste modo, para que o fornecedor atinja os parmetros exigidos na atual

conjuntura normativa da construo civil, construtores e construtoras devem,

obrigatoriamente, orientar-se em princpios da referida norma, ou em outras que so

citadas nesse conjunto normativo e, conseqentemente, percorrem o caminho da

validao imediata para quantificar a qualidade parametrizada pelo rgo Validador

(OV) ou pela Instituio Tcnica Avaliadora (ITA).

4

Contudo, o mercado ficou mais competitivo, o consumidor brasileiro, cliente

por excelncia, o foco das atenes, pois ficou mais exigente, cuja trajetria

comportamental conseqncia de muitos esforos, com mister ateno

implantao do cdigo defesa do consumidor, que em muito colaborou nessa nova

postura comercial.

O espectro de qualidades exigidas sinalizado s construtoras, que

respondem, para todas as classes sociais, por meio de empreendimentos com

projetos arquitetnicos cuidadosamente elaborados, enfatizando a localizao do

imvel, a segurana, as reas de laser e o custo, sendo este ltimo, detentor de uma

ateno especial do consumidor.

O consumidor valoriza seu poder de compra, no basta apenas existir o

financiamento, como j exposto. O bem adquirido tem que valer os esforos de um

financiamento, que por vezes, se estende por anos, comprometendo o oramento

familiar.

Diante dessa problemtica, onde solues que afetem os projetos, tais como

localizao e segurana, so analisadas com muita cautela pelos fornecedores.

Porm, aquelas que afetem o custo final da obra, sem afetar a qualidade dos

materiais empregados e nem o desempenho do habitat, so bem vindas.

As tecnologias construtivas que possam contribuir, para a problemtica

exposta, devem ser amplamente conhecidas, e a partir dessa dissertao pretende-

se contribuir, parcialmente, quanto ao conhecimento do desempenho de uma delas.

A construo em blocos de concreto celular autoclavados (BCCA), cuja massa

especfica induz no alvio das cargas junto s fundaes e pilares, com substancial

economia nas escavaes, no volume de concreto e ao.

O modelo construtivo com uso de BCCA, j empregado no Brasil, contudo

devido ao exposto, seu uso tem avanado nesse cenrio, principalmente nos centros

urbanos da regio sudeste do Brasil, onde existe deficit habitacional e,

consequentemente, grandes incorporaes.

5

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral dessa pesquisa o de analisar o desempenho de um sistema

de vedao vertical externo (SVVE), sem funo estrutural, construdo com

Blocos de Concreto Celular Autoclavado (BCCA).

1.2.2 Objetivos Especficos

Os objetivos especficos dessa dissertao so: (a) desenvolver equipamentos pertinentes aos ensaios contemplados na

quarta parte do conjunto normativo NBR 15575 (ABNT, 2013) de

forma conjunta com a ITA-LACTEC;

(b) por meio de ensaios de desempenho, utilizando os equipamentos

desenvolvidos, verificar:

(i) a estanqueidade gua de chuva;

(ii) a resistncia do SVVE s solicitaes de peas

suspensas;

(iii) o comportamento do SVVE exposto ao de calor e

choque trmico;

(iv) a resistncia a impactos de corpo duro, e;

(v) a resistncia a impactos de corpo mole.

(c) identificar durante os ensaios, possveis aprimoramentos aos

equipamentos bem como suas implantaes em consonncia com a

ITA-LACTEC, e;

(d) efetuar uma anlise crtica sobre os processos apresentados pela NBR

15575 (ABNT, 2013), limitando aos que foram realizados por essa

dissertao.

6

1.3 JUSTIFICATIVA

O principal motivo da escolha do tema dessa dissertao foi a falta de

estudos relativos ao desempenho desse material construtivo, cujas caractersticas

so leveza, facilidade de corte, resistncia, entre outras. Este material o concreto

celular, utilizado nas alvenarias, ora monoltico, ora por meio de blocos autoclavados

assentados em amarrao com argamassa industrializada ou colante.

Diante disto, nessa dissertao, foram enfatizados os estudos relacionados

ao desempenho de um Sistema de Vedao Vertical Externa (SVVE), trreo e sem

funo estrutural, construdo com BCCA, limitando-se aos ensaios citados nos

objetivos especficos dessa, com respaldo da ITA-LACTEC.

1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAO A presente dissertao encontra-se subdividida em sete captulos

fundamentais, para verificar o desempenho das paredes construdas com blocos de

concreto celular autoclavado (BCCA), em obedincia aos parmetros da Norma

Brasileira NBR 15575 (ABNT, 2013), sendo o captulo introdutrio, entendido aqui

como captulo um.

No captulo dois, foi feita a reviso da literatura, com nfase aos

concretos leves, por conseguinte, ao concreto celular, seus usos e

propriedades, bem como ao conceito de desempenho, qualidade na

construo civil e apresentao do conjunto normativo NBR 15575

(ABNT, 2013);

No captulo trs, foram apresentados os materiais, equipamentos e

mtodos usados durantes os trabalhos desenvolvidos;

No captulo quarto, foi apresentado a investigao experimental fsica

dos trabalhos;

No captulo cinco, foram apresentadas as anlises dos resultados, dis-

cusses e crticas envolvendo segurana, equipamentos e mtodos, e;

No captulo seis, foram apresentadas as concluses, e;

No captulo sete, foram apresentados as sugestes para trabalhos

futuros.

7

2 REVISO DA LITERATURA 2.1 DEFINIES DE CONCRETO

Concreto a mistura de cimento Portland, juntamente com a gua, forma

uma pasta mais ou menos fluida, dependendo do percentual de gua

adicionado. Essa pasta envolve as partculas de agregados com diversas

dimenses para produzir um material, que, nas primeiras horas, apresenta-se

em um estado capaz de ser moldada em frmas das mais variadas formas.

Com o tempo, a mistura endurece pela reao da gua com o cimento,

adquirindo resistncia mecnica capaz de torn-lo um material de excelente

desempenho estrutural, sob os mais diversos ambientes de exposio.

(HELENE e ANDRADE, 2007)

Concreto um compsito comum com partculas grandes, onde as fases

matriz e dispersa so materiais cermicos, deste modo consiste em um

agregado de partculas que esto ligadas umas s outras em um corpo slido

atravs de algum tipo de meio de ligao.

(CALLISTER, 2012) 2.2 TIPOS DE CONCRETOS

Mehta e Monteiro (2008), apresentam os principais tipos de concretos, entre

eles o concreto leve, cuja subclassificao entre outros, tem-se o concreto celular

espumoso, o concreto celular autoclavado e todos os concretos que apresentem

massa especficas iguais ou inferiores a 2000 kg/m3, conforme exposto:

Concreto simples

Concreto armado

Concreto protendido

Concreto pesado

Concreto massa

Concreto bombeado

Concreto projetado

Concreto de alta-resistncia

Concreto de alto-desempenho

Concreto compactado com rolo

Concreto com fibras

Concreto com polmeros

Concreto colorido

Concreto estampado

Concreto pr-moldado

Concreto resfriado

Concreto auto adensvel

Concreto extrudado

Concreto ciclpico

Concreto dosado em central

Concreto aparente

Concreto apicoado

Concreto de pavimentao

Concreto submerso

Concreto para pisos industriais

Concreto poroso

Concreto leve

- Concreto celular espumoso

- Concreto celular autoclavado

8

2.3 CONCRETO LEVE

No entendimento de Isaia (2011), h 3000 anos j havia evidncias da

aplicabilidade do concreto com agregados leves (1100 a.C.), perodo em que

construtores pr-colombianos, que viviam em El Tajin, no Mxico, utilizaram uma

mistura de pedra pomes com um ligante base de cinzas vulcnicas e cal, para

construir elementos estruturais mais leves que os tradicionais, podendo assim

entender que nessa poca o conceito de concreto leve j havia sido usado.

comum, nos concretos leves, a correlao com suas massas especficas,

porm existem na literatura atual, algumas divergncias quanto a esses limites,

dessa forma no Quadro 1 esto apresentados tais valores:

Quadro 1 Dados de referncia da massa especfica dos concretos leves

Referncia Massa especfica ( em kg/m3)

1 RILEM (1975) < 2000

2 CEB-FIP (1977) < 2000

3 NS 3473 E (1992) 1200 < < 2200

4 ACI 213R-87 (1997) 1400 < < 1850

5 CEN prEN 205-25 (1999) 800 < < 2000

Legenda: 1 Unio internacional de ensaios laboratoriais de materiais e estruturas

2 Comit euro-internacional do concreto Federao internacional de

estudos do concreto

3 Conselho noruegus da construo

4 Instituto americano do concreto

5 Comit europeu de normalizao

Fonte: Rossignolo, (2003)

Isaia (2011), em seu livro, Concreto: Cincia e Tecnologia, relata que os

concretos leves so elaborados com agregados leves, com massa especfica

reduzida ou, ainda, substituindo uma parte dos materiais slidos pelo ar. Os

concretos leves classificam-se em: concreto celular, concreto sem finos e concreto

com agregados leves, cuja massa especfica seca final, no deve ser superior a

2000 kg/m3.

9

Mehta e Monteiro (2008), apresentaram um espectro de agregados leves

correlacionando as massas especficas do concreto elaborado, com esses

agregados, conforme Figura 1. Contudo ressalta Neville (2013), que a massa

especfica dos concretos normais ou convencionais, no armados, est no intervalo

de 2200 kg/m3 a 2600 kg/m3 .

Figura 1 Espectro que correlaciona as massas especficas dos agregados e dos

concretos, bem como suas resistncias compresso

Fonte: MEHTA e MONTEIRO (2008)

Segundo a NBR MN 35 (ABNT, 1995), para produzir concretos leves

utilizam-se agregados midos leves com massa unitria no estado seco e solto

inferior a 1120 kg/m3 bem como, o uso de agregados grados com massa unitria

inferior a 880 kg/m3. A norma traz valores mnimos de resistncia compresso para

os concretos leves em funo de sua massa especfica como apresentado no

Quadro 2.

Quadro 2 Valores mnimos de resistncia compresso do concreto em funo da massa

especfica para concreto leve

RESISTNCIA COMPRESSO AOS

28 DIAS (MPa)

MASSA ESPECFICA

(kg/m3)

28 1840

21 1760

17 1680

Fonte: NBR NM 35 (ABNT, 1995)

10

Ateno especial expressou Neville (2013) aos concretos leves, quanto s

diminuies das resistncias, compresso e abraso, comparados ao concreto

normal, contudo salientou ganhos quanto ao isolamento trmico e ao alvio das

cargas. Apresentou ainda, uma classificao dos concretos leves segundo o mtodo

de produo, como:

pela utilizao de agregados com massa especfica menor que 2,6

g/cm3;

pela introduo de vazios em seu interior, e;

pela excluso do agregado mido, propiciando, desde que no

vibrados, vazios intersticiais junto aos agregados grados.

Importante, tambm, ressaltar a classificao geral dos concretos leves

segundo Mota (2001), que expe o organograma conforme a Figura 2:

Figura 2 - Cronograma da classificao dos concretos leves

Fonte: CEMENT AND CONCRETE ASSOCIATION apud MOTA (2001)

Nota: a terminologia empregada pela Cement and Concrete Association, na classificao dos concretos leves, observa-se que o concreto celular autoclavado (CCA) refere-se ao concreto aerado com formador de gs.

11

Como apresentado, o concreto celular, um concreto aerado, que possui

em sua matriz slida, clulas oriundas da formao de bolhas, ora de origem qumi-

ca, ou ainda inseridas mecanicamente no processo de sua execuo (MOTA, 2001).

Na Figura 3, est apresentado no detalhe, o aspecto visual de uma

superfcie de concreto celular autoclavado (CCA), onde existem uma grande

quantidade de poros, deixando a superfcie spera e com elevada caracterstica de

ponte de aderncia.

Figura 3 - Detalhe da presena de bolhas de ar ou de vazios no CCA

Fonte: PRECON Industrial S.A. (2013)

Os concretos sem finos, so produzidos apenas com gua, aglomerante e

agregado grado de massa especfica menor que os comumente usados, essa

caracterstica fsica dos agregados usados, inspira cuidados durante o processo de

adensamento, pois a possibilidade de exsudao e conseqente segregao

elevada (FREITAS et al. , 2004).

Na Figura 4, esto apresentados detalhes do aspecto visual de uma amostra

de concreto sem finos, cabe salientar tambm a observao feita por Freitas et al.,

(2004) quanto segregao evidente em seus ensaios dos agregados leves,

principalmente, da argila expandida.

Figura 4 A Detalhe de dois moldes de concreto fresco, com presena de argila expandida

segregada. B Corpo de prova seccionado, apresentando segregao da argila expandida

Fonte: Freitas et al. (2004)

12

Os concretos com agregados leves, so os produzidos com total ou parcial

substituio dos agregados usados no concreto convencional, por agregados leves,

conferindo a este novo concreto, caractersticas quanto a massa especfica, tendo

como exemplo de agregado mido leve a vermiculita e do agregado grado leve a

argila expandida e a brita leve.

Na Figura 5, esto apresentados maiores detalhes do aspecto visual de uma

amostra de concreto com agregados leves.

Figura 5 - Detalhe de um concreto com vermiculita e argila expandida em substituio

parcial e total aos respectivos agregados mido e grado de um concreto convencional

Fonte: Refrtil refratrios Ltda (2013)

A classificao mencionada pela Cement and concrete association

apresentada Mota (2001), contempla tambm a combinao entre os subitens do

concreto leve, como por exemplo, o apresentado na Figura 6. Trata-se de um

concreto celular, contendo argila expandida em sua composio.

O concreto aerado com o agregado leve um tipo de concreto leve formado

por uma estrutura celular semelhante a do concreto aerado, com a adio de

agregado leve. A baixa massa especfica conferida tanto pelas clulas da estrutura

celular, quanto pelos vazios existentes no interior do agregado leve (MOTA, 2001).

Figura 6 - Detalhe de um concreto celular com presena de argila expandida

Fonte: LR Engenharia e Consultoria Ltda (2013)

13

2.3.1 Concreto Celular

Freitas et al. (2004) em seu artigo apresentado no XXIV Encontro Nacional de

Engenharia de Produo - ENEGEP, em Florianpolis, SC, explanam que o concreto

celular um produto que, apesar de suas excelentes vantagens no uso como

isolante trmico de baixo peso especfico, ainda vem sendo pouco utilizado na

indstria da construo civil. O concreto celular basicamente formado por bolhas

de ar ou gs em matriz slida, geralmente cimentcia, como observado na Figura 7.

Figura 7 - Fotomicrografia de uma seo de concreto com ar incorporado, mostrando vazios em seu

interior, correspondente as regies escuras da figura apresentada

Fonte: Allen e Iano (2013)

Na fabricao do concreto celular espuma-cimento, consumindo

aproximadamente sete sacos de cimento por metro cbico de concreto celular,

dosagem esta geralmente recomendada pelos fabricantes dos aditivos

incorporadores de ar. Esta proporo do cimento Portland onera demasiadamente o

custo da produo e tambm causa um elevado grau de fissurao, devido s taxas

de retrao. Contudo, a aplicabilidade deste concreto na construo civil ampla.

Legastski (1994) exemplifica as aplicaes tais como: isolante acstico, superfcies

corta-fogo, enchimentos de lajes entre outros.

Ferreira (1986) complementa dividindo as aplicaes do CC em: in-loco

como apresentado nas Figuras 8, 9, 10 e 11, e produtos pr-fabricados

industrialmente como blocos e painis divisrios como apresentados nas Figuras 12

e 13. Como exemplo de aplicao do primeiro caso, alm dos j citados, salienta-se

tambm da propriedade de absoro de energia ao choque e isolante trmico no uso

como revestimento externo em tanques armazenadores de combustveis, gs

natural liquefeito, produtos qumicos, frigorficos e fornos com altas temperaturas.

14

Figura 8 - Detalhe de um gerador de espuma

Fonte: Concretos Celulares Brasil (2013)

Figura 9 - Preparo de CC em betoneira, com

detalhe da adio da espuma

Fonte: acervo do autor (2013)

Figura 10 - Casas monolticas executadas

com CC, que lanado e curado in loco

Fonte: Ecopore do Brasil (2013)

Figura 11 - Detalhe de um bloco de CC

produzido artesanalmente em pequena

indstria de artefatos de concreto


Figura 12 - Detalhe de blocos de CCA

produzidos industrialmente com espessuras

de 7,5cm 20cm


Figura 13 - Detalhe de blocos e painis de CCA

produzidos industrialmente


15

2.3.2 Concreto Celular Autoclavado - CCA

O concreto aerado um material originrio dos pases escandinavos (Sucia

e Dinamarca), tendo sido desenvolvido primeiramente na Sucia, em 1924. A

principal caracterstica deste material est relacionada ao isolamento trmico, por

isso utilizado na fabricao de blocos usados no levantamento de paredes,

principalmente em locais de clima to hostil como dos pases escandinavos.

Segundo Isaia (2011), o concreto com agregado leve foi utilizado pelos

romanos, h 2.000 anos, para a construo do domo do Pantheon, e aplicado at

hoje nas construes. Supe-se que, alm da baixa massa especfica, os romanos

acreditavam na durabilidade deste material.

A partir de 1890, novas pesquisas visando o aprimoramento de mtodos para

a introduo de bolhas junto massa do concreto, se fez presente, aerando-o

mecanicamente, contudo com resultados aqum do esperado. Com o avano

tecnolgico, respaldado pela indstria qumica, houve a substituio do mtodo

mecnico pelo qumico, a partir de reaes capazes de liberar gases junto mistura.

Faltava ainda maior resistncia ao produto e o alinhamento dos

conhecimentos da qumica e da fsica, contribuiu para estudos relacionados cura

desse concreto, em meio de elevada temperatura e presso, contribuindo em muito

na consolidao da formao dos cristais oriundos da reao do cimento com a

gua.

Material promissor, com caractersticas diversas ainda no totalmente

exploradas no meio da construo, que tem algumas propriedades semelhantes

madeira, tais como, bom isolamento trmico, estrutura slida, massa especfica e

facilidade de manuseio, ao serrar e lavrar. Possui ainda, desde que revestidos e

pintados, vantagens em relao madeira quanto deteriorao biolgica em sua

superfcie (ISAIA, 2011).

No Brasil, o bloco de concreto celular autoclavado (BCCA) utilizado na

execuo de paredes de alvenaria, os chamados SVVIE (sistema de vedao

vertical interna e externa), contudo o maior problema que o emprego deste material

acarreta, cuja tecnologia de produo foi importada, a adaptao da nossa mo de

obra cultura construtiva exigida, em seus cuidados e especificidades.

16

2.3.3 Definies de CCA

Na NBR 13438 (ABNT, 2013) define-se:

um concreto leve, obtido atravs de um processo industrial, constitudo por

materiais calcrios (cimento, cal ou ambos) e materiais ricos em slica,

granulados finamente. Esta mistura expandida atravs da utilizao de

produtos formadores de gases, gua e aditivos, se for o caso, sendo

submetidos presso e temperatura atravs de vapor saturado. O concreto

celular autoclavado contm clulas fechadas, aeradas e uniformemente

distribudas.

Na DIN 4223:2003 define-se que:

O concreto aerado autoclavado (dampfgehrtetem porenbeton) como um

concreto de poros finos, elaborado de cimento e/ou cal e substncias

finamente modas ou de granulometria fina, com a utilizao de produtos

formadores de gases, gua e aditivos, se for o caso, endurecidos sob presso

e vapor.

Segundo Lucas (1986), designam-se por concretos celulares autoclavados, os

concretos leves que apresentam uma estrutura alveolar uniforme, cujo dimetro dos

alvolos, ou clulas da ordem do milmetro e o volume por eles ocupado dever

ser superior a 50% do volume total do concreto.

2.3.4 Bloco de Concreto Celular Autoclavado (BCCA)

Intrinsecamente entende-se que o bloco de concreto celular autoclavado o

produto oriundo da fabricao do concreto celular autoclavado, que durante seu

processo de fabricao, passa por cortes transversais, longitudinais e sagitais antes

de entrarem na autoclave, aps o processo de cura na autoclave, com incidncias

de calor, umidade e presso, os blocos j possuem as caractersticas fsicas

desejveis quanto ao incremento em sua resistncia compresso, como mostrado

no Quadro 2, e so chamados de BCCA.

17

2.3.5 Esquema do processo de fabricao do BCCA

Existem vrias propostas de plantas para a produo de concreto celular

autoclavado e, por conseguinte, do BCCA como produto final. Dentre as atuantes

destaca-se a da Shanghai Zaonee Heavy Industry Co cujo esquemtico

apresentado conforme exposto na Figura 14.

1- silos gua, agregado mido, 12- autoclaves aglomerantes e aditivos 13- sada do lote da autoclave, curado!

2- homogenizador 14- paletizao e preparo para o

3- Lanamento na forma transporte

4- pr-cura 15- expedio e carregamento

5- tombamento 16- volta do palete industrial

6- desforma 17- volta da forma

7- cortes verticais na longitudinal 18- volta da forma e do palete

8- cortes horizontais na longitudinal 19- limpeza das formas e dos paletes

9- cortes verticais na transversal 20- montagem das formas e paletes

10- lote totalmente cortado 21- fbrica de formas e paletes

11- carregamento do lote na autoclave

Figura 14 - Esquema de uma indstria de BCCA

Fonte: Shanghai Zaonee Heavy Industry Co., Ltd. (2013)

18

2.3.6 Principais propriedades fsicas do BCCA

A Massa Especfica

A massa especfica a principal caracterstica dos blocos de concreto celular

autoclavado, pois influencia a maior parte de suas propriedades, principalmente a

resistncia compresso e a condutibilidade trmica. A resistncia tende a abaixar

com a diminuio da massa especfica, enquanto que a condutibilidade trmica

tende a aumentar com a mesma.

O processo de produo dos blocos de concreto celular autoclavado

influencia diretamente sua massa especfica final, pois, conforme o tipo e a dosagem

dos constituintes, pode-se obter diversas massa especficas, variando entre 400

kg/m3 e 650 kg/m3 (MOTA, 2001).

B - Porosidade e absoro de gua

A absoro de gua influencia vrias propriedades dos materiais porosos, tais

como:

condutividade trmica e retrao na secagem. Como os blocos de

concreto celular autoclavado apresentam alta porosidade em sua

superfcie, a caracterstica de absoro de gua se torna importante

frente s demais propriedades, pois o teor de umidade que poder

influenci-las determinado em grande parte pela absoro de gua do

material.

absoro de gua. Esta pode influenciar o desempenho das funes da

alvenaria, pela falta de aderncia na interface do bloco com a argamassa.

Quando a taxa inicial de suco de gua dos blocos, ou seja, a

intensidade com que o bloco poder retirar gua da argamassa alta,

poder ocorrer absoro da gua da mesma ainda em estgio de cura ou

at a perda precoce da trabalhabilidade durante o assentamento. A

absoro inicial dos blocos, interfere na plasticidade da argamassa no

momento do assentamento dos mesmos, e a absoro de gua pelos

blocos, com o tempo, interfere nas caractersticas da argamassa, durante

seu perodo de cura (MOTA, 2001).

19

C - Condutividade trmica

A condutividade trmica uma propriedade que representa o fluxo de calor

atravs do material. Os materiais de construo, em sua grande maioria, possuem

no seu interior matria no estado slido, lquido (gua) e gasoso (ar ou gases

especiais). Por isso, a transferncia de calor interna envolve trs processos distintos:

a conduo atravs do slido, da gua e do ar, a conveco atravs dos

movimentos dos gases e a radiao entre as superfcies slidas (MOTA, 2001).

Os blocos de concreto celular autoclavado apresentam baixa condutividade

trmica, devido principalmente sua baixa massa especfica determinada pelos

poros da estrutura interna. A existncia de gua nesses poros preenchidos com ar

tende a aumentar a condutividade trmica do material, pelo fato da gua conduzir

maior quantidade de calor que o ar (MOTA, 2001).

D - Resistncia mecnica

Segundo Legatski apud Mota (2001), alm da influncia direta com a massa

especfica, a resistncia compresso dos blocos de concreto celular autoclavado

influenciada pela umidade dos corpos de prova e condies de cura da mistura no

processo de produo dos blocos. A resistncia compresso tende a aumentar

com o aumento da massa especfica, enquanto que o incremento do teor de

umidade dos blocos provoca a reduo da resistncia.

Alm da massa especfica, o teor de umidade apresentado pelo bloco de

concreto celular autoclavado influencia tambm sua resistncia compresso, pois

segundo Houst et al. apud Mota (2001), no apenas esta propriedade, mas todas as

propriedades mecnicas dos materiais porosos so influenciadas pelo teor de

umidade.

A resistncia compresso dos blocos de concreto celular autoclavado

tambm influenciada pelo seu processo de fabricao, pelo mtodo de cura

empregado. Vale lembrar, que a cura responsvel pela formao do material

cimentante, tambm chamado de silicato monoclcico hidratado que, por sua vez,

determina o desenvolvimento de resistncia do produto.

Observa-se no Quadro 3 que, com a cura em autoclave, obtm-se valores de

resistncia compresso superiores cura ao ar, para a mesma massa especfica

do produto.

20

Quadro 3 Influncia do tipo de cura na resistncia compresso do bloco de CCA

Massa especfica no

estado seco (kg/m3)

Resistncia compresso (MPa)

Cura ao ar Cura em autoclave

400 - 1,5

600 - 4,5

800 2,0 -

1000 3,5 15

1200 5,0 -

1400 7,0 -

Fonte: Adaptado de Tesuka (1989)

E - Resumo das principais propriedades fsicas do BCCA

Com intuto orientativo, composto de um grande nmero de informaes, a

SICAL Ltda. (2013) elaborou um quadro com as principais caractersticas do bloco

de concreto celular, como apresentado no Quadro 4.

Quadro 4 - Principais propriedades fsicas do BCCA

Fonte: Fonte: PRECON Industrial S.A. (2013)

21

2.3.7 Consumo no Brasil do BCCA As suas caractersticas fsicas e qualidades apresentadas, fazem do BCCA

uma alternativa como elemento construtivo, que vem sendo utilizado em larga escala

pela construo civil. apresentada na Figura 15, a distribuio do consumo desse

produto entre os 11 estados brasileiros que o utilizam.

Figura 15 Distribuio percentual do consumo de BCCA no Brasil

Fonte: http://www.piniweb.com/datapini/bancomaterias/images/67_alternativas.pdf

2.3.8 O BCCA como elemento de vedao e enchimento

Legastski (1994) destaca qualidades do bloco de concreto celular nos

exemplos de utilizao, tais como:

A - elemento de vedao:

uniformidade dimensional;

planicidade;

massa especfica;

facilidade de cortes e entalhos, e;

resistncia.

22

Quanto s dimenses, em exemplo da Figura 16, o bloco ofertado com

espessuras (e) de 7,5 cm, 10 cm, 12,5 cm, 15 cm, 17,5 cm e 20 cm, sendo o

comprimento (L) e a altura (h) padres de 60 cm e 30 cm ou de 30 cm e 25 cm,

respectivamente. Contudo, em casos especiais, sob encomenda e volume adquirido,

as dimenses podero ter valores diversificados.

Figura 16 - Croquis de um bloco de concreto celular

Fonte: autoria prpria (2013)

Os blocos de concreto celular autoclavado so fabricados conforme as

normas brasileiras NBR 13438 (ABNT, 2013), 13440 (ABNT, 2013). Podendo ser

produzidos nas classes, resistncia compresso e massa especfica, conforme

Quadro 5 informativo.

Quadro 5 - Resistncias compresso dos BCCA e suas respectivas massa especficas

Classes Resistncia compresso Mdia (MPa)

Resistncia compresso Mnima (MPa)

Massa especfica

(kg/m3)

C 12 1,2 1,0 450

C 15 1,5 1,2 500

C 25 2,5 2,0 550

C 45 4,5 3,6 650

Fonte: Mota (2001)

Nota:

No Brasil s produzido o BCCA Classe 25 (C 25), at a presente data, contudo salienta Mota (2001) que as massa especficas dessa classe no Brasil, variam de 500 a 650 kg/m3 conforme o fabricante.

.

23

B - elemento de enchimento, igual destaque se d respectivamente pelas seguintes

qualidades:

massa especfica;

incombustibilidade, e;

facilidade de cortes e entalhos.

Assim sendo, reporta-se ao item 2.3.6 letra E desta dissertao, onde o

quadro de caractersticas fsicas informa as principais propriedades do BCCA, com

destaque para massa especfica, ponto de fuso, condutividade trmica, resistncia

ao fogo e ao ndice de isolamento sonoro ou de atenuao sonora.

Contudo, cabe ainda salientar algumas informaes, quanto estabilidade

dimensional e facilidade de corte (SICAL Ltda, 2013):

uniformidade dimensional e planicidade: por tratar-se de produto

industrializado, cimentcio, de cura hidrulica em autoclave, com

baixos coeficientes de dilatao trmica e de retrao por

secagem, bem como no ter a necessidade de queima para se

enrijecer, sua estabilidade dimensional e planicidade o tornam

superior aos elementos de vedao usados tradicionalmente.

facilidade de cortes e entalhos; a adequao dimensional, por

vezes comum, no levantamento das paredes se faz necessria,

no entanto por tratar-se de um elemento de vedao altamente

aerado (BCCA) a execuo dos cortes feita com serrote e a

lavradura por meio de rasgadores especficos e com vrios

dimetros.

Desta forma, est apresentado na Figura 17 como proceder na execuo de

cortes e lavraduras, usando duas ferramentas essenciais e desenvolvidas para uso

exclusivo junto ao BCCA.

Figura 17 A - Detalhe do uso do rasgador executando entalho para embutimento de

tubulao. B Detalhe do uso do serrote.


24

2.4 DESEMPENHO DE EDIFICAES HABITACIONAIS

2.4.1 Definio

Comportamento em uso de uma edificao e de seus sistemas Fonte: CBIC (2013)

2.4.2 Histrico do conceito de desempenho na construo

Borges (2008) descreveu a evoluo do conceito de desempenho na

construo civil no Brasil, apresentando-a com riqueza de detalhes vivenciados por

ele, visto que o mesmo fez parte da equipe que escreveu este momento na histria

da construo civil do pas, como explanado na sequncia:

No Brasil, uma das primeiras apresentaes do conceito de desempenho

ocorreu pelo trabalho acadmico do Prof. Teodoro Rosso, na dcada de 70, na

Faculdade de Arquitetura da Universidade de So Paulo (USP) (ROSSO, 1980).

Nesta dcada, poca de grande crescimento da economia brasileira e de

grandes investimentos na Construo Civil, houve um estmulo racionalizao e

industrializao da construo, que se traduziu no surgimento de novos sistemas

construtivos com alternativas aos produtos e processos tradicionais at ento

utilizados.

Os agentes envolvidos no setor perceberam que, ao mesmo tempo em que

surgiam propostas de solues inovadoras, tornava-se fundamental a criao de

instrumentos para avali-las tecnicamente, com base em critrios que permitissem

prever o comportamento das edificaes durante a sua vida til esperada.

A escassez de referncias e a conseqente dificuldade de avaliao desses

sistemas inovadores restringiram sua utilizao na escala prevista e da forma

tecnicamente correta. Na prtica, houve a implementao de tecnologias ainda no

suficientemente consolidadas ou desenvolvidas para as necessidades especficas

do Brasil, e com resultados, na maioria dos casos, desastrosos, gerando prejuzos a

todos os agentes intervenientes no processo da construo. Patologias precoces e

altos custos de manuteno e reposio foram transferidos ao prprio estado e aos

usurios de imveis, que acabaram arcando com os prejuzos.

25

O setor da Construo Civil foi altamente prejudicado, pois a sucesso de

experincias fracassadas na utilizao de solues inovadoras criou um crculo

vicioso, que o tornou menos receptivo s inovaes tecnolgicas e ainda mais

desatualizado tecnologicamente, se comparado a outros setores produtivos da

economia brasileira.

Na dcada de 80, o tema Desempenho de edificaes se evidenciou no

Brasil, especialmente pelo trabalho do Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do

Estado de So Paulo (IPT), bem como pelos trabalhos cientficos de grande

expresso.

O Banco Nacional da Habitao (BNH), que na dcada de 70 foi o maior

rgo financiador de habitaes populares do Brasil, na tentativa de resolver o

problema de falta de normas tcnicas no pas, especialmente no tocante a avaliao

de solues inovadoras, contratou, em 1981, no final de sua existncia, o IPT,

investindo assim em pesquisas para a elaborao de critrios voltados avaliao

de sistemas construtivos inovadores. Esse foi um dos primeiros trabalhos produzidos

no Brasil baseado no conceito de desempenho.

Na ocasio, toda a normalizao brasileira era prescritiva, e quase toda ainda

, ou seja, voltada especificao de solues construtivas e sem a descrio de

limites mnimos de qualidade que pudessem servir de referncia para a avaliao de

desempenho de novos produtos ou sistemas. Ao longo da dcada de 80, muito em

funo do trabalho realizado pelo IPT em 1981, foram elaboradas vrias normas que

levaram em conta o aspecto desempenho, mas no de maneira uniforme ou

sistmica.

O BNH foi extinto em 1986, e sua sucessora foi a Caixa Econmica Federal

(CEF). Este fato acarretou uma descontinuidade na busca por instrumentos que

pudessem servir de base para a avaliao de sistemas construtivos e inovadores.

Em 1997, a CEF contratou o IPT para revisar os trabalhos de 1981, e

concomitantemente outros estudos avanaram por meio do Instituto Brasileiro de

Tecnologia em Qualidade da Construo (IBTQC). Neste cenrio, considerando a

existncia de vrias referncias desenvolvidas de forma independente, a CEF e o

meio tcnico identificaram a necessidade de harmoniz-las, transformando-as em

normas tcnicas que facilitariam ainda mais o processo de avaliao. Para

elaborao dessas Normas, a CEF, com o apoio da Financiadora de Estudos e

Projetos (FINEP), forneceu respaldo econmico ao projeto de pesquisa Normas

26

Tcnicas para Avaliao de Sistemas Construtivos Inovadores para Habitaes, no

ano de 2000. Tal projeto foi concebido com o objetivo de desenvolver um conjunto

de normas tcnicas brasileiras normas da Associao Brasileira de Normas

Tcnicas (ABNT), para avaliao de edifcios habitacionais, utilizando como princpio

fundamental o conceito de desempenho.

A metodologia definida para a elaborao do projeto consistiu numa reviso

bibliogrfica nacional e internacional sobre o tema, que serviu de base para a

estruturao das Normas, levando-se em conta as seguintes questes:

a existncia de distintas classes de edifcios, e diferente necessidades

dos usurios, como por exemplo, os edifcios residenciais, escolares,

industriais, entre outros;

as exigncias dos usurios a serem consideradas nas Normas;

a possibilidade de se avaliar a edificao como um todo integrado, e

avaliar isoladamente os sistemas que a compem, tais como, sistemas de

estruturais, hidrossanitrios, entre outros, e;

a compatibilidade com o arcabouo normativo existente no Brasil.

A partir dessas premissas foi criada uma Comisso de Estudos e grupos de

trabalho, com o objetivo de coordenar a discusso sobre o assunto no meio tcnico,

buscando consenso para a transformao do produto final em Norma Brasileira, no

mbito da ABNT. O coordenador eleito para Comisso de Estudos em 2000 foi o

Eng. rcio Thomaz, do IPT, e a partir da contratao de dois consultores de

renomada experincia no conhecimento de cada sis

norma desempenho-analise do desempenho bocos de conc celular

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