Argamassa armada com adição de metacaulim para reforço de alvenaria resistente

7/24/2019 Argamassa armada com adio de metacaulim para reforo de alvenaria resistente

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1X SIMPSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS ARGAMASSAS

Fortaleza, 7 a 9 de maio de 2013 - ISSN 2238-0191_____________________________________________________________________________

ARGAMASSA ARMADA COM ADIO DE METACAULIM PARA REFORODE ALVENARIA RESISTENTE

JOO M. F. MOTA (1); ROMILDE A. OLIVEIRA (2); NGELO J. COSTA E SILVA (3); JOOR. CARVALHO (4)

(1)

Professor da Faculdade do Vale do IpojucaFAVIP; Doutorando da UFPE. E-mail:[email protected]; (2) Professor Doutor da Universidade Catlica de

PernambucoUNICAP. E-mail: [email protected]; (3) Professor Doutor daUniversidade Catlica de PernambucoUNICAP; Engenheiro da Tecomat. E-mail:

[email protected]; (4) Engenheiro da Tecomat. E-mail: [email protected]

RESUMO

Diversas edificaes tipo caixo com at quatro pavimentos localizadas na Regio

Metropolitana do Recife tem estrutura constituda de alvenaria resistente (alvenaria

de vedao usada com funo estrutural), apresentam diversos tipos de patologias.

Esses prdios foram executados com o processo e materiais, fundamentalmente os

blocos, no conformes no que concerne o atendimento s normas tcnicas pertinentes

a alvenaria estrutural. Inmeras pesquisas buscaram estabelecer um entendimento de

como se comporta essas obras em servio, com o objetivo de propor um modelo para

reforo. O presente trabalho objetiva avaliar por meio de anlises experimentais a

resistncia mecnica de prismas com trs blocos cermicos de alvenaria resistente

com a aplicao de capa de argamassa armada com adio da pozolana metacaulim.

Foi verificada a resistncia compresso axial. Moldaram-se amostras para trs

famlias de prismas, a saber: Famlia 1 - prismas sem revestimento; Famlia 2prismas

com revestimento de argamassa no trao 1:2:9 (cimento, cal e areia), com 2,0 cm de

espessura em ambos os lados, simulando revestimentos de edifcios com esse

processo construtivo; Famlia 3prismas anlogos aos da Famlia 2, aplicando sobre o

revestimento anterior uma camada de argamassa no trao 1:1:6 com adio de 15% de

metacaulim em substituio ao cimento, com 3 cm de espessura em cada face,

armadas com malha e conectores ligando as duas armaduras. Os resultados indicam

que o revestimento armado com adio de pozolana incrementa benefcios

importantes na propriedade estudada, tendo em vista a argamassa efeitos fsicos(filler) e qumicos (reaes pozolnicas), e, a armadura devido ao maior confinamento


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e absoro da carga atuante. Verificou-se a elevao da resistncia mecnica de

prismas com o uso de revestimentos argamassa armada com adio de pozolana.

Palavras-chave: Argamassas armada, pozolana, alvenaria resistente.

REINFORCED MORTAR WITH METAKAOLIN ADITION TO REPAIRNON STRUCTURAL MASONRY

ABSTRACT

Several buildings with up to four floors located in the Metropolitan Region of Recife whose

structure is made of non structural masonry (brickwork seal used with structural function),

exhibit different pathologies. These buildings were executed with the process and

materials, primarily blocks, non-compliant regarding compliance with technical

standards relevant to structural masonry. Numerous researches sought to establish an

understanding of how these works behaves in service, with the aim of proposing a

model for reinforcement. The present study aims to evaluate by experimental analyzes

the strength of prisms with three masonry ceramic blocks with the application of

"cover" mortar with addition of pozzolan metakaolin. It was checked for compressive

strength. Samples were molded for three families of prisms, namely: Family 1 -

uncoated prisms; Family 2 - prisms coated on the dash 1:2:9 mortar (cement, lime and

sand), with 2.0 cm thickness on both sides simulating coatings for buildings with this

constructive process; Family 3 - prisms similar to those of Family 2, the coating prior to

applying a layer of mortar on the dash 1:1:6 with addition of 15% metakaolin, with 3

cm thick on each side, reinforced with mesh and connectors linking the two meshes.

The results indicate that the coating reinforced with addition of pozzolan increases

important benefits in the property studied, in view of physical effects mortar (filler)

and chemical (pozzolanic reaction), and the rebars due to greater containment and

absorption of the active load.Elevation of mechanical strength with the use of prisms

rendered with reinforced mortars and with addition of pozzolan.

Key-words: reinforced mortar, metakaolin, non structural masonry


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1. INTRODUO

H milhares de anos, a alvenaria tem sido usada em larga escala, sendo possivelmente

o material composto mais utilizado nas edificaes antigas e atuais. A alvenaria podeser constituda com tijolos macios, blocos cermicos e de concreto ou pedra (1).

Alvenaria pode ser entendida como a unio de tijolos ou blocos por juntas de

argamassa, formando um conjunto rgido e coeso. As alvenarias podem ser

classificadas como de vedao e estrutural (no armada, armada, parcialmente

armada e protendida). Tambm pode ser citada a alvenaria resistente (de vedao

com funo estrutural). Portanto, diversas construes em alvenaria so verificadas

em pases da Europa, dos Estados Unidos, Canad, Austrlia, apresentando em todos

os casos elevados desempenho em servio at os dias atuais(2).

Na Regio metropolitana do Recife existem aproximadamente 6.000 (seis mil) edifcios

tipo caixo, com at quatro pavimentos em alvenaria de vedao com funo

estrutural (blocos de vedao), que apresentam instabilidade terica da estrutura.

Entretanto, diversos prdios com esse modelo esto em servio h mais de trinta anos

(3). A Figura 1 apresenta um dos desabamentos ocorridos.

Figura 1Desabamento de parte do edifcio Iju (OLIVEIRA et al., 2012).

Nessa conjuntura, devem-se estabelecer propostas para reforo coma finalidade de

impor elevada condio de desempenho para os prdios tipo caixo.


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Esse trabalho tem objetivo analisar a resistncia mecnica e ductilidade de prismas

formados por trs blocos cermicos (oito furos na horizontal) de alvenaria resistente

armada com adio de metacaulim para contribuir ao reforo para essas edificaes.

Sabe-se que qualquer que seja o modelo de reforo, importante que alm do

atendimento capacidade de suporte, deve-se ter ductilidade e durabilidade (4; 5).

Pode-se dizer que a utilizao da armadura busca contribuir com a ductilidade e a

pozolana com a durabilidade.

Adio de pozolanas em materiais cuja matriz cimentcia provoca um maior

adensamento da mistura, gerando reduo natural da porosidade desde a interface(devido ao efeito parede) at a superfcie (fenmeno fsico) e ademais, CSH (silicato de

clcio hidratado) composto importante para estrutura da matriz (fenmeno qumico)

(6).

Pesquisas buscaram identificar fatores que influenciasse na capacidade de suporte

dessas alvenarias, bem como modelos para reforo. Nessa premissa, poder-se-

apresentar resultados, a saber:

Cavalheiro (1991) (7) estudou-se a influncia da argamassa de revestimento nas

alvenarias de blocos cermicos de vedao com furos assentados na horizontal. Os

furos dos blocos estudados tinham formato arredondado, ocasionando assim

resistncia inferior aos que possuem formato retangular. O autor concluiu que o

revestimento incrementou o mdulo de deformao e a resistncia mecnica,

portanto, o revestimento inibe as deformaes, aumentando a rigidez e a capacidade

de suporte da alvenaria, sendo, particularmente interessante no caso de reforo

estrutura.

Oliveira e Hanai (2002)(8) estudaram a influncia do revestimento na resistncia

compresso axial em alvenarias com blocos cermicos de vedao. Esses autores

observaram que o aumento da resistncia devido o revestimento foi evidente, alm


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do aumento substancial da rigidez; o incremento de resistncia compresso devido o

revestimento chegou at 261%.

Mota (2006) (3) e Mota; Oliveira (2007) (9) estudaram a influncia da argamassa de

revestimento na resistncia compresso axial em prismas de alvenaria resistente de

blocos cermicos posicionados a galga com oito furos assentados com os furos na

horizontal, concluram que:

- os prismas no revestidos e chapiscados tiveram rupturas bruscas;

- os prismas revestidos apresentaram ruptura por trao dos septos horizontais dos

blocos cermicos ligados argamassa de assentamento apresentaram no instante

posterior, desequilbrio do estado de confinamento. Portanto, a argamassa de

assentamento deixou de estar triaxialmente comprimida, passando a se deformar

substancialmente nas duas direes horizontais, gerando deslocamentos laterais

excessivos, implicando na ruptura das camadas de argamassa de revestimento nesta

regio;

- observou-se incremento de at 322% na capacidade de suporte devido influncia

do revestimento com 3 cm de espessura.

A Figura 3 mostra a ruptura por trao dos septos.

Figura 2Formas de ruptura de prismas revestidos com 2 cm

Silva et al. (2008)(10) ensaiaram prismas de alvenaria de blocos cermicos e de

concreto, ambos de vedao com finalidade estrutural. Foram ensaiados prismas sem

revestimento e com revestimento; prismas armados com tela de ao na regio central

da argamassa de revestimento com e sem conectores que interligam as malhas de ao

inseridas nas capas de revestimento nas duas faces dos prismas. Os autores obtiveram

os seguintres resultados:


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- em prismas de blocos cermicos, o revestimento com 3,0 cm de espessura contribui

na capacidade de suporte em at 335% na carga;

- em que pese rupturas diversas nos prismas de blocos cermicos, predominantemente

verificou-se ruptura devido trao lateral dos septos dos blocos, provocando o

desequilbrio do estado de confinamento da argamassa de assentamento. No se

verificou acrscimos substanciais de carga quando foram ensaiados prismas com tela

sem conectores;

- nos prismas com blocos de concreto verificou-se acrscimo no suporte devido capa

de revestimento com 3,0 cm de espessura em at 72%. Contudo, o acrscimo ocorreu

a patamares de at 159% quando se utilizou tela de ao.

2. MATERIAIS E MTODOS

Utilizou-se blocos cermicos de vedao de oito furos assentados com os furos em

posio horizontal similares aos usados nas construes dos edifcios tipo caixo da

Regio Metropolitana do Recife. O cimento que compe as argamassas de

assentamento e de revestimento foi CP II F 32, a cal CH-I e areia mdia amplamente

encontrada na Regio.

A Tabela 1 mostra a nomenclatura estabelecida dos processos e suas

proporcionalidades (traos)/materiais.

Tabela 1Nomenclatura das argamassas utilizadas.

PROCESSOS PROPORCIONALIDADES (em volume)/MATERIAIS

Chapisco mdio (sobre prismas nus) 1:4 (cimento e areia)

Chapisco para reforo forte (sobre

revestimento fraco)

1:3:0,8 (cimento, areia e relao gua/cimento) com

5% de substituio de metacaulim por cimento

Revestimento fraco (sobre chapisco

mdio)

1:2:9 (cimento, cal e areia)

Revestimento para reforo mdio

sobre chapisco, para reforo)

1:1:6:1,5 (cimento, cal, areia e relao gua/cimento)

com 15% de metacaulim em relao ao cimento


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Destaca-se que os prismas tiveram juntas de assentamento 1,0 cm de espessura. Os

ensaios de resistncia compresso ocorreram aos 90 dias. Esse perodo justificado

pelas reaes pozolnicas ocorrem de forma lenta.

Nas argamassas de reforo adicionou-se metacaulim com 15% de substituio ao

cimento. Esse teor e a relao gua/cimento foram originados em pesquisas realizadas

anteriormente para estabelecimentos desses parmetros (11).

A produo dos prismas ocorreu em ambiente da empresa Tecomat devido ser

prximo ao local da prensa utilizada. Sabe-se que esse equipamento possui elevado

nvel de manuteno e aferio. O profissional pedreiro que executou as 18 rplicas foio mesmo, sendo 6 (seis) prismas de cada amostra com trs blocos, conforme a seguir:

Amostra 1prismas nus;

amostra 2prismas nus + chapisco mdio + revestimento fraco com 2,0 cm deespessura;

amostra 3 prismas nus + chapisco mdio + revestimento fraco + chapiscopara reforo forte + revestimento para reforo mdio com 3,0 cm de espessura.

A amostra 3 teve armadura mergulhada no centro da capa da argamassa de

revestimento com adio de pozolana (argamassa para reforo), sendo a tela em

ambos os lados do prisma com fios de 5.0 mm a cada 10,0 cm ligados por dois

conectores de 8.0 mm por prisma.

Os conectores ficaram com extremidades em formato de gancho (180o), que fixaram

s telas de ambas as faces. Eles passaram por furos dados nas duas juntas dos prismas

de trs blocos onde os dimetros dos furos foram de tal ordem que o conector

passasse pronto, com as curvas nas extremidades previamente confeccionadas.

Foi adotada a espessura 3,0 cm de argamassa de revestimento para reforo devido ser

uma espessura que evita a ruptura brusca, uma vez que tende a confinar as

deformaes laterais excessivas (3), bem como melhor promover durabilidade.

A Figura 3 apresenta prismas das trs amostras.


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Figura 3Prismas tipo 1, 2 e 3 preparados para receberem de argamassa de reforo.

3. RESULTADOS E DISCUSSES

A resistncia mdia compresso dos blocos cermicos foi de 2,49 MPa com

coeficiente de variao de 29%, denotando que o processo de fabricao dos blocos

no tem controle adequado. Esse material foi adquirido em armazm escolhido

aleatoriamente.

A Tabela 2 mostra os resultados da resistncia compresso dos prismas.

Tabela 2Resistncia compresso dos prismas

Podem-se destacar no ensaio dos prismas alguns detalhes:

- Amostra 1: Em vrios prismas observaram-se desnivelamento, desaprumo, blocos

com dimenses diferentes e ruptura altamente brusca por trao nos septos;

- amostra 2 Algumas imperfeies e ruptura por trao nos septos na maioria dos

casos e tambm por cisalhamento do revestimento;

AMOSTRA/

mdia da

rea das

bases (cm2)

RESULTADOS INCREMENTOS em relao a

amostra 1 (%)

Tenso (MPa) Fora (Kgf)

(Mdia)

No valor

mdio da

tenso ()

No valor

mdio da

fora (F)Mdia

(MPa)

D. Padro

(MPa)

COV

(%)

1/172 1,02 0,31 30,58 1762 - -

2/256 2,42 0,63 26,22 6216 137,26% 252,78%

3/371 2,72 0,4 14,93 10080 166,67% 472,08%


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- amostra 3Argamassa de reforo com caractersticas inferior esperada. A primeira

fissurao identificada no revestimento ocorreu na Regio da interface revestimento

fraco/revestimento para reforo mdio, em que pese nesse momento os blocos j

apresentarem ruptura em quase todos os septos, ou seja, estavam absolutamente

falidos. Sublinha-se na ruptura elevada ductilidade, haja vista ao da armadura, telas

nas duas faces interligadas por 2 conectores. Ressalta-se a ao dos conectores.

Na Figura 4, se observa a condio importante da deformao sem a ruptura brusca,

de tal maneira que aps o rompimento do prisma, liberou-se o equipamento para

deformar prximo de 10 cm para verificao da condio de desmoronamento.

Figura 3Prismas da amostra 3 aps a deformao de prximo 10cm.

3.

CONSIDERAES FINAIS

Com base nos resultados obtidos, podem-se enumerar as seguintes concluses:

- A eficincia (relao entre as resistncias do prisma e do bloco) foi de 0,41;

- A capa de revestimento com 2 cm de espessura (amostra 2) elevou a resistncia

compresso em mais de 250% quando comparado com os prismas sem revestimento

(amostra 1);


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- quando se comparou os prismas com argamassa de reforo (amostra 3) com os

prismas nu (amostra 1), o incremento da resistncia compresso foi da ordem de

470%;

- verificou-se uma elevada ductilidade sem desmoronamento (ruptura brusca) nos

prismas da amostra 3, uma vez que aps a ruptura a prensa foi induzida a um

deslocamento prximo de 10 cm;

- imperativo que qualquer que seja o modelo de reforo, alm da capacidade de

suporte atender as cargas atuantes, a alvenaria tem que ter ductilidade e durabilidade;

- a forma de ruptura foi explosiva para a amostra 1 (prismas nus). Com relaoo aos

prismas da amostra 2 (com revestimento com 2 cm de espessura), a ruptura ocorreu

por trao dos septos, tendo em vista quebra do estado de confinamento entre a

argamassa de assentamento/bloco. Entretanto, nos prismas da amostra 3 ruptura foi

dctil e tambm se verificou alta condio de deformabilidade sem desmoronamento.

REFERNCIAS

1. RAMALHO, M.A.; CORRA.M.R.S. Projetos de edifcios de alvenaria estrutural. Ed.Pini, So Paulo. 2003.

2. ROMAN, H. R. Alvenaria estrutural, diretrizes bsicas para projeto.UFSC.Florianpolis, 1999.

3. MOTA, J. M. F. Influncia da argamassa de revestimento na resistncia compresso axial em prismas de alvenaria resistente de blocos cermicos. 2006.Dissertao (Mestrado)Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2006.

4. MOTA, J. M. F. Influncia da argamassa de revestimento armada com adio de

metacaulim na resistncia mecnica, ductilidade e durabilidade de alvenariaresistente. Qualificao para tese de doutorado. UFPEUniversidade Federal dePernambuco, 2012.

5. OLIVEIRA, R. A. Notas de Aulas da Disciplina: Alvenaria EstruturalMestrado/doutorado de Estruturas, UFPEUniversidade Federal de Pernambuco,Recife, 2004.

6. NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 2. ed. PINI. So Paulo, 1997.

7. CAVALHEIRO, O. P. Comportamento de pequenas paredes de blocos cermicos devedaes comuns submetidos compresso axial: Influncia do revestimento ecorrelaes com as resistncias de prismas e de unidades. UFSM, Santa Maria, 1991.


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8. OLIVEIRA, F. L.; HANAI, J. B. Anlise do comportamento de paredes de alvenariaconstrudas com blocos cermicos de vedao.VII International Seminar on StructuralMasonry for Developing Countries. Belo Horizonte, 2002

9. MOTA; OLIVEIRA, R. Formas de ruptura em prismas de alvenaria Resistente deblocos cermicos. II Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas. Rio de janeiro-RJ,2007.

10.SILVA, F. A. N.;OLIVEIRA, R. A.; PIRES SOBRINHO, C. W. Influncia do revestimentona resistncia de paredes de alvenaria resistente de blocos cermicos. In: XXXIIIJornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural, 2008, Santiago - Chile. Anais dasXXXIII Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural. Santiago - Chile: ASAEE, 2008.

11. MOTA; OLIVEIRA; DOURADO, K. Utilizao de pozolana em argamassas de reforopara alvenarias resistentes. In: 7 Congresso Internacional sobre Patologia ereabilitao de estruturas (CINPAR). Fortaleza-CE, 2011.
http://lattes.cnpq.br/7084105376262463http://lattes.cnpq.br/7084105376262463

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