Blocos de Concreto Para Alvenaria Em

Jos Amrico Alves Salvador Filho

BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA EM CONSTRUES INDUSTRIALIZADAS

Tese apresentada Escola de Engenharia de So Carlos, da Universidade de So Paulo, como parte dos requisitos para obteno do Ttulo de Doutor em Engenharia de Estruturas.

rea de concentrao: Engenharia de estruturas. Orientador: Prof. Dr. Jefferson B. L. Liborio

So Carlos 2007

AUTORIZO A REPRODUO E DIVULGAO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

Ficha catalogrfica preparada pela Seo de Tratamento da Informao do Servio de Biblioteca EESC/USP

S182b

Salvador Filho, Jos Amrico Alves Blocos de concreto para alvenaria em construes industrializadas / Jos Amrico Alves Salvador Filho ; orientador Jefferson B. L. Librio. - So Carlos, 2007.

Tese (Doutorado) - Programa de Ps-Graduao e rea de Concentrao em Engenharia de Estruturas -- Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo.

1. Blocos de concreto. 2. Construo habitacional. 3. Sistema construtivo. 4. Alvenaria. I. Ttulo.

Aos meus pais, Jos Amrico e Maria Lcia, que sempre acompanharam meus passos com carinho e dedicao e ao meu sobrinho Vtor, que, apesar de to pequeno e frgil, soube enfrentar com fora e coragem seu inimigo.

AgradecimentosA Deus pela luz que sempre ilumina meus caminhos. Aos meus pais, Jos Amrico e Maria Lcia, aos meus irmos, Ana Paula, Regina, Luis Henrique e Andra, e a todos os meus familiares pela presena, carinho, compreenso e apoio despendido em todas as etapas de minha vida. Ao meu orientador, Prof. Dr. Jefferson B. L. Liborio, pelo aprendizado constante, fruto da construo do conhecimento aliada amizade e ao companheirismo. Profa. Dra. Mnica Pinto Barbosa, responsvel pelo meu ingresso pesquisa do concreto. Aos tcnicos do LMABC e do Laboratrio de Estruturas, e aos professores, funcionrios e colegas da EESC-USP que colaboraram efetivamente para a realizao desta pesquisa. Aos amigos com quem convivi em So Carlos e que sempre demonstraram franqueza, sinceridade, lealdade incondicional e auxlio ao ponto do sacrifcio: Alessandra Lorenzetti, Claudia Gibertoni, Fernanda Giannotti, Luciana Mascaro, Marcelo Sartorio, Oscar e Liliani Begambre, Paulo Lodi, Rodrigo Andolfato, Rodrigo Vieira, Sales Trajano, Sandra Lima, Thiago Catoia e Valdirene Maria Silva; pois a amizade genuna mais que afinidade, envolve mais que afeio e requer tempo, esforo e trabalho para ser mantida. Mariane Checon por todo o carinho, dedicao e, acima de tudo, por trazer tona os meus sonhos mais antigos e dar incentivos para concretiz-los. Aos companheiros do time de Plo Aqutico de So Carlos, pelos momentos de saudvel rivalidade, esprito de luta, e superao fsica e mental. Ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnolgico (CNPq) pela bolsa concedida. Basf Construction Chemicals Brasil, Holcim do Brasil, Lanxess Energizing Chemistry, MCBauchemie e Metacaulim do Brasil pelos materiais doados para esta pesquisa.

SeSe s capaz de manter a tua calma quando Todo o mundo ao redor j a perdeu e te culpa; De crer em ti quando esto todos duvidando, E para esses, no entanto achar uma desculpa; Se s capaz de esperar sem te desesperares, Ou, enganado, no mentir ao mentiroso, Ou sendo odiado, sempre ao dio te esquivares, E no parecer bom demais, nem pretensioso; Se s capaz de pensar sem que a isso s te atires; De sonhar sem fazer dos sonhos os teus senhores; Se encontrando a desgraa e o triunfo conseguires Tratar da mesma forma esses dois impostores; Se s capaz de sofrer a dor de ver mudadas Em armadilhas as verdades que disseste, E as coisas, por que deste a vida, estraalhadas, E refaz-las com o bem pouco que te reste; Se s capaz de arriscar numa nica parada Tudo quanto ganhaste em toda a tua vida, E perder e, ao perder, sem nunca dizer nada, Resignado, tornar ao ponto de partida; De forar corao, nervos, msculos, tudo A dar seja o que for que neles ainda existe, E a persistir assim quando, exaustos, contudo Resta a vontade em ti que ainda ordena: Persiste!; Se s capaz de, entre a plebe, no te corromperes E, entre reis, no perder a naturalidade, E de amigos, quer bons, quer maus, te defenderes, Se a todos podes ser de alguma utilidade, E se s capaz de dar, segundo por segundo, Ao minuto fatal todo o valor e brilho, Tua a terra, com tudo o que existe no mundo E o que mais tu sers um homem, meu filho!

Rudyard Kipling (1865-1936), traduo de Guilherme de Almeida

RESUMOSALVADOR FILHO, J. A. A. Blocos de concreto para alvenaria em construes industrializadas. 246 f. (Doutorado). Departamento de Engenharia de Estruturas, EESC. Universidade de So Paulo. So Carlos, 2007.

A inovao tecnolgica na Construo Civil no Brasil e em outros pases ainda bastante tmida, de modo que o setor frequentemente apontado como tecnologicamente atrasado. O desenvolvimento insuficiente de novas tecnologias e sua pouca utilizao, aliados ao desperdcio de materiais, informalidade e qualidade de vida dos trabalhadores, tornam o custo da construo excessivamente alto. Apesar de ter havido nos ltimos anos uma srie de avanos na indstria de blocos de concreto, o que permitiu um grande desenvolvimento na qualidade deste produto, sua utilizao ainda est restrita quase que exclusivamente a um procedimento artesanal, cuja qualidade final depende da qualidade da mo-de-obra. Neste contexto, a utilizao de materiais de construo que permitam montagens rpidas e com qualidade se tornam necessrias. O presente trabalho apresenta componentes para alvenarias, de alto padro, desenvolvidos no Laboratrio de Materiais Avanados Base de Cimento da Escola de Engenharia de So Carlos. Estes componentes so encaixveis, com dimenses padronizadas, que permitem o assentamento sem necessidade de argamassa, facilitando sua utilizao na construo. Os blocos possuem aberturas para colocao de armaduras e tubulaes de telefonia, hidrulica, eltrica, gs, etc., de forma que possam atender s diversas exigncias dos usurios. Para tanto, foi desenvolvido um componente para construo em concreto especial colorido, cuja baixa porosidade e permeabilidade e resistncia permitem um perfeito acabamento, dispensando chapiscos, rebocos, emboos e pintura, eliminando assim diversas etapas construtivas. Os resultados alcanados apontam a viabilidade da utilizao desse componente estrutural para um tipo diferenciado de construo.

Palavras-Chave: Blocos de concreto; Construo habitacional; Sistema construtivo; Alvenaria.

ABSTRACTSALVADOR FILHO, J. A. A. Concrete blocks for masonry in industrialized construction. 246 p. Thesis (Doctorate). Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo. So Carlos, 2007.

The technological innovation for housing construction in Brazil is still quite tiny, so that, this economic sector is frequently noticed as technologically late. The insufficient development of new technologies and its little employ, allies to the waste of materials, informality and labor quality life, turns construction costs extremely high. Although the progresses in the concrete blocks industry in the last years, what allowed a great development on product quality, its use is still restricted almost exclusively to a craft procedure, which final quality depends on the labor quality. In this perspective, the use of materials that allows fast and quality constructions become necessary. This research presents high end masonry elements developed at the LMABC-SET-EESC-USP. These elements are interlockable, with standardized dimensions, what allows the establishment without mortar bedding, facilitating your use in the auto-construction. The blocks were designed with cores for placement of reinforcements or hydraulics, electric, telecom, gas, and other systems, so that they can assist the users several demands. For it, a special masonry component in colored concrete was developed, whose low porosity, permeability and resistance allows perfect finishes, sparing several constructive stages. The reached results points to the viability of the use as structural component for a distinct kind of construction.

Keywords: Concrete blocks; House construction; Constructive system; Masonry.

LISTA DE FIGURASFigura 1.1. Exemplos da expanso indiscriminada do municpio de So Carlos (SP). Figura 1.2. Classes sociais evidenciadas pela tipologia das edificaes. Figura 1.3. Habitaes de alto padro e baixo custo na Alemanha e no Guaruj (SP). Figura 2.1. Aqueduto "Pont du Gard", construo romana em Nimes, sul da Frana. Figura 2.2. Fallingwater, residncia projetada por Frank Lloyd Write. Figura 2.3. Curvas granulomtricas baseada no modelo de Alfred justapostas aos limites granulomtricos estabelecidos por Pfeiffenberg Figura 2.4. Exemplos de aplicao do cimento Portland branco. Figura 2.5. Alvenaria de blocos de concreto coloridos. Figura 2.6. Curva resistncia compresso x quantidade de gua na mistura. Figura 2.7. Mquina de blocos do sculo XIX, do incio do sculo XX,e vibro-prensa moderna. Figura 2.8. Diagrama de fluxo tpico do processo de fabricao de blocos de concreto. Figura 2.9. Molde e martelo para fabricao de blocos. Figura 2.10. Detalhe das msulas de acomodao. Figura 2.11. Espessura das paredes dos blocos. Figura 2.12. Fissuras em alvenarias. Figura 2.13. Frisamento das juntas. Figura 3.1. Construes em blocos assentados a seco. Figura 3.2. Classificao dos sistemas de alvenaria intertravada. Figura 3.3.Diversos formatos disponveis do Masterbloc. Figura 3.4. Azar Block. Figura 3.5. Bloco H modificado. Figura 3.6. Sistema de alvenaria WHD. Figura 3.7. Haener Block. Figura 3.8. Blocos FlexLock. Figura 3.9. Sistema de ps-protenso dos Blocos FlexLock. Figura 3.10. Smart Masonry. Figura 3.11. Moldes para fabricao do Smart Masonry. Figura 3.12. Sistema Sparlock. Figura 3.13. IITM-Silblock-1. Figura 3.14. IITM-Silblock-2 Figura 3.15. Blocos Quick Block. Figura 3.16. Tijolito, e construo em alvenaria utilizando o Tijolito. Figura 3.17. Blocos do sistema Somontar. Figura 3.18. Aplicao de argamassa em bloco SillyBlock, assentamento e detalhe da parede Figura 3.19. Assentamento a seco de blocos em proposio. Figura 3.20. Etapas no desenvolvimento de materiais, componentes, elementos e sistemas construtivos 35 38 42 45 46 53 56 59 64 66 68 71 76 77 86 89 92 94 96 96 97 98 99 100 100 101 102 102 103 103 104 105 106 107 107 110

Figura 4.1. Representao em planta de uma parede de blocos com encaixe tipo rabo de andorinha. Figura 4.2. Representao de uma parede de blocos com encaixe tipo gancho. Figura 4.3. Representao de uma parede de blocos com encaixe tipo macho-fmea. Figura 4.4. Encaixes contnuos e descontnuos nas faces superior e inferior do bloco. Figura 4.5. Dimenses adotadas para o prottipo. Figura 4.6. Encaixes contnuos e descontnuos nas faces superior e inferior do bloco. Figura 4.7. Dimenses adotadas para os encaixes laterais do prottipo. Figura 4.8. Representao em planta do prottipo e dimenses dos encaixes das faces horizontais. Figura 4.9. Perspectiva isomtrica do prottipo. Figura 4.10. Mquina de splitagem, blocos texturizados, e Ennis House. Figura 4.11. Textura com excesso de gua e extremamente seca. Figura 4.12. Textura ideal para fabricao dos blocos e textura com excesso de partculas grossas. Figura 4.13. Comparao entre a textura ideal obtida e de um bloco de concreto usual. Figura 4.14. Volume de cheios das composies entre as areias Itaporanga Peneirada e Descalvado Grossa. Figura 4.15. Curvas granulomtricas das composies das areias Itaporanga Peneirada e Descalvado Grossa. Figura 4.16. Volume de cheios da composio entre as areias utilizada (composio 2). Figura 4.17. Efeito parede. Figura 4.18. Textura obtida a partir da composio 2, com adio de metacaulinita. Figura 4.19. Volume de cheios das composies entre a Composio 2 e Descalvado Fina. Figura 4.20. Curvas granulomtricas das misturas entre Composio 2 e a areia Descalvado Fina. Figura 4.21. Distribuio granulomtrica da mistura das trs areias utilizadas na proporo ideal. Figura 4.22. Textura obtida a partir da composio 3. Figura 4.23. Prottipo fabricado em laboratrio. Figura 4.24. Parede construda de blocos pigmentados. Figura 5.1. Moldes para capeamento dos blocos e ensaio de mesa cadente da argamassa utilizada para o capeamento. Figura 5.2. Capeamento dos prottipos. Figura 5.3. Detalhe do capeamento executado. Figura 5.4: Representao esquemtica do ensaios de resistncia compresso de blocos. Figura 5.5. Falha de adensamento do bloco. Figura 5.6: Representao esquemtica dos ensaios de resistncia compresso de prismas de 2 blocos. Figura 5.7. Detalhe da junta entre os encaixes macho-fmea no plano horizontal. Figura 5.8. Modo de ruptura do prisma assentado a seco. Figura 5.9. Mistura e aplicao de pasta de cimento colante. Figura 5.10. Representaes esquemticas dos ensaios de resistncia compresso de prisma de 3 blocos e de miniparede. Figura 5.11. Representao esquemtica da prova de carga em parede. Figura 5.12. Capeamento da parede e primeira fiada. Figura 5.13. Painel de alvenaria preparado para prova de carga.

118 118 119 120 122 123 123 124 124 125 128 129 130 131 132 133 134 134 135 136 136 137 140 140 143 143 144 144 145 148 148 149 149 151 153 153 154

Figura 5.14. Carga mxima aplicada parede. Figura 5.15. Representao esquemtica do ensaio de resistncia de aderncia entre blocos colados. Figura 5.16. Ensaio de resistncia de aderncia entre blocos colados, e detalhe da ruptura do corpo-deprova. Figura 5.17. Eficincia do aditivo hidrofugante trao C3 Figura 5.18. Prottipos protegidos por impregnao de resina impermeabilizante Figura 5.18. Penetrao de gua por ascenso capilar no prottipo. Figura 5.20. Ascenso capilar em corpos-de-prova moldados com diferentes energias de compactao. Figura 5.21. Ascenso capilar em corpos-de-prova de referncia aps 24 horas. Figura 5.22. Ascenso capilar em corpos-de-prova com adies de 10% e 20% de PVA. Figura 5.23. Ascenso capilar em corpos-de-prova com adies de 1% e 2,5% de aditivo base de sais de sdio. Figura 5.24. Ensaio de simulao de chuva. Figura 5.25. Passagem de gua pela junta horizontal dos blocos das 2 e 3 fiada do corpo-de-prova. Figura 6.1. Representao em planta do bloco principal e dimenses dos encaixes das faces horizontais. Figura 6.2. Perspectiva isomtrica do bloco principal. Figura 6.3. Unidades especiais para encontros de parede em L, em planta. Figura 6.4. Perspectiva isomtrica das unidades especiais para encontros de parede em L. Figura 6.5. Perspectiva isomtrica da primeira e segunda fiada do encontro de parede em L. Figura 6.6. Componentes especiais para encontros de parede em T, em planta. Figura 6.7. Perspectiva isomtrica dos componentes especiais para encontros de parede em T. Figura 6.8. Perspectiva isomtrica da primeira e segunda fiada do encontro de parede em T. Figura 6.9. Unidade especial para encontros de parede em X, em planta. Figura 6.10. Perspectiva isomtrica da unidade especial para encontros de parede em X. Figura 6.11. Perspectiva isomtrica da primeira e segunda fiada do encontro de parede em X. Figura 6.12. Unidade duplo-macho em planta. Figura 6.13. Perspectiva isomtrica da unidade duplo-macho. Figura 6.14. Perspectiva isomtrica de uma fiada com utilizao do bloco duplo-macho. Figura 6.15. Representao em planta e perspectiva isomtrica do meio bloco. Figura 6.16. Dimenses do bloco canaleta. Figura 6.17. Perspectiva isomtrica dos blocos canaleta (topo e fundo). Figura 6.18. Blocos canaleta cortados para compor encontro de paredes. Figura 6.10. Perspectiva isomtrica dos blocos J compensador. Figura 6.20. Unidades especiais para fim de parede, em planta. Figura 6.21. Perspectiva isomtrica das unidades especiais para fim de parede. Figura 6.22. Paletizao utilizada durante a pesquisa. Figura 6.23. Armazenamento dos blocos canaleta. Figura 6.24. Dimenses do bloco duplo-macho. Figura 6.25. Formas de empilhamento de blocos com altura reduzida.

155 156 157 160 161 161 162 163 164 165 166 167 170 170 171 171 172 172 172 173 174 174 174 175 175 175 176 177 177 177 178 179 179 180 181 182 183

Figura 6.26. Trecho de planta arquitetnica. Figura 6.27. Vista da elevao da parede 1. Figura 6.28. Vista em planta da oitava fiada. Figura 6.29. Vista em planta do encontro entre bloco canaleta e bloco especial de encontre entre paredes T-2. Figura 6.30. Vista em planta do encontro entre bloco canaleta e bloco especial de encontre entre paredes L-1. Figura 6.31. Corte AA do detalhe (iv) da parede 1. Figura 6.32. Resistncia compresso dos blocos de concreto em funo do maquinrio utilizado para fabricao. Figura A.1. Porcentagem de cheios das areias coletadas na regio de So Carlos (SP). Figura A.2. Curva granulomtrica da areia Descalvado Fina. Figura A.3. Curva granulomtrica da areia Itaporanga Peneirada. Figura A.4. Curva granulomtrica da areia Descalvado Grossa. Figura C.1. Corte longitudinal da matriz da mquina de blocos em diferentes etapas do posicionamento do martelo. Figura C.2. Esquema de montagem da mquina manual para fabricao dos Blocos LMABC. Figura C.3. Alavanca. Figura C.4. Funcionamento da alavanca. Figura C.5. Fases da movimentao e possibilidades de colocao de segunda alavanca. Figura C.6. Estudo da nova configurao da alavanca. Figura C.7. Mquina para fabricao dos prottipos. Figura C.8. Detalhe do sistema de travamento da tampa. Figura C.9. Detalhe do macaco hidrulico. Figura C.10. Matriz de PVC dos paletes. Figura C.11. Molde de silicone para reproduo dos paletes e paletes produzidos com compsito areia resina acrlica. Figura C.12. Salincias no topo do martelo para possibilitar retirada do bloco. Figura C.13. Etapas de fabricao do bloco.

184 185 186 188 189 190 195 212 214 214 214 230 231 232 233 234 234 234 235 236 236 237 237 239

LISTA DE TABELASTabela 2.1 Distribuio granulomtrica obtida de acordo com o modelo de Alfred, com diferentes coeficientes de distribuio. Tabela 2.2 Faixas granulomtricas propostas por Pfeiffenberger. Tabela 2.3 - Tipos de Modulao. Tabela 2.4. - Medidas de projeto dos blocos vazados de concreto. Tabela 2.5 - Espessura mnima das paredes dos blocos. Tabela 2.6 - Lajes utilizadas na construo em alvenaria estrutural. Tabela 2.8 - Requisitos mnimos para fbk,est. Tabela 3.1 Critrios e requisitos para avaliao de desempenho da habitao. Tabela 4.1 Traos de concreto para avaliao do acabamento superficial. Tabela 4.2 - Determinao do volume de cheios na composio das areias Itaporanga Peneirada e Descalvado Grossa. Tabela 4.3 - Determinao do volume de cheios da mistura entre a Composio 2 e a areia Descalvado Fina. Tabela 4.4 - Composies que possibilitaram melhor acabamento superficial para placas de concreto. Tabela 4.5 - Traos ideais para fabricao dos prottipos. Tabela 5.1 Resistncia compresso dos blocos. Tabela 5.2 Resistncia compresso dos blocos - trao C3. Tabela 5.3 - Traos para fabricao de blocos com e sem pigmento. Tabela 5.4 Resistncia compresso dos blocos com e sem pigmento. Tabela 5.5 Resistncia compresso de prismas 2 blocos. Tabela 5.6 Resistncia compresso de prismas de 3 blocos e miniparedes. Tabela 5.7 Resultados de resistncia de aderncia entre blocos colados. Tabela 6.1 Custo de execuo de paredes a partir de diferentes tipos de alvenaria. Tabela 6.2 Estimativa de preos unitrios por m2 de parede. Tabela 6.3 Estimativa de custos de matria prima para a produo do prottipo pigmentado em laboratrio. Tabela 6.4 Estimativa de custos de matria prima para a produo de blocos de concreto convencionais. Tabela A.1 Determinao da porcentagem de cheios das areias da regio de So Carlos (SP). Tabela A.2 Ensaios realizados para caracterizao dos agregados midos. Tabela A.3 Caracterizao das areias selecionadas. Tabela A.4 Composio granulomtrica das areias selecionadas. Tabela A.05 Propriedades fsicas dos cimentos utilizados na pesquisa. Tabela A.06 Resistncia compresso dos cimentos utilizados na pesquisa. Tabela A.07 Composio qumica dos cimentos. Tabela A.08 Composio potencial dos cimentos. Tabela A.09 Composio qumica do cimento CPB 40.

52 52 75 76 77 79 81 115 127 131 135 137 139 144 146 146 147 150 151 157 191 192 194 196 212 213 213 214 215 215 215 215 216

Tabela A.10. Dados tcnicos do aditivo Murasan BWA 21. Tabela A.11. Dados tcnicos do aditivo Glenium 51. Tabela A.12. Anlise qumica e ndices fsicos do metacaulinita. Tabela B.1. Resistncia compresso das unidades produzidas com trao C2M5. Tabela B.2. Resistncia compresso das unidades produzidas com trao C2M10. Tabela B.3. Resistncia compresso das unidades produzidas com trao C3. Tabela B.4 Resistncia compresso das unidades produzidas com trao C3 aps 56 dias. Tabela B.5 Resistncia compresso dos blocos com e sem pigmento. Tabela B.6 Resistncia compresso de prismas de 2 blocos assentados com junta a seco aps 56 dias. Tabela B.7 Resistncia compresso de prismas de 2 blocos assentados com junta colada aps 56 dias. Tabela B.8 Resistncia compresso de prismas de 3 blocos aps 56 dias. Tabela B.9 Resistncia compresso de miniparedes aps 56 dias. Tabela B.10 Resistncia de aderncia entre blocos. Tabela B.11 Determinao das massas dos corpos de prova. Tabela B.12 Altura dos blocos nas arestas. Tabela B.13 Resultados obtidos de umidade, absoro e rea lquida. Tabela B.14 Dados obtidos no ensaio de retrao por secagem. Tabela B.15 - Retrao por secagem dos prottipos. Tabela D.1 - Alvenaria de vedao com tijolo cermico furado 9x19x19 cm, juntas de 12 mm com argamassa mista de cal hidratada e areia sem peneirar trao 1:4, com 100 kg de cimento. Tabela D.2 - Alvenaria estrutural com bloco cermico, juntas de 10 mm com argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia sem peneirar, trao 1:0,2:5,4. Tabela D. 3 - Alvenaria estrutural com bloco de concreto, juntas de 10 mm com argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia sem peneirar, trao 1:0,2:5,4. Tabela D.4 - Alvenaria estrutural com bloco de concreto celular, juntas de 10 mm com argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia sem peneirar, trao 1:1:6. Tabela D.5 - Alvenaria estrutural com bloco de concreto celular, juntas de 12 mm (horizontal) e 10 mm (vertical) com argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia sem peneirar, trao 1:1:6. Tabela D.6 - Chapisco para parede interna ou externa com argamassa de cimento e pedrisco trao 1:4, e = 7 mm. Tabela D.7 - Emboo / Massa nica para parede interna com argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia sem peneirar, trao 1:2:9, e = 20 mm. Tabela D.8 - Reboco para parede interna ou externa, com argamassa de cal hidratada e areia peneirada trao 1:4,5, com betoneira, e = 5 mm. Tabela D.9 - Massa impermevel para parede externa com argamassa pr-fabricada, e = 10 mm. Tabela D.10 - Gesso desempenado aplicado sobre parede ou teto.

216 217 217 219 219 219 220 220 220 221 221 221 222 222 222 222 223 227 241 241 242 242 242 243 243 243 243 244

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLASa/agl ABCP ABNT AFm AFt ARI BNH C2 S C3 A C3 S C4AF CEF CIDB CMAA C-S-H COBRACON FCVS FINEP MCT NBR PAR PPF PROHAB SEBRAE SFH SINDUSCON TCPO Relao gua/aglomerante Associao Brasileira de Cimento Portland Associao Brasileira de Normas Tcnicas Monossulfoaluminato de clcio hidratado Etringita primria Alta Resistncia Inicial Banco Nacional da Habitao Silicato diclcico Aluminato triclcico Silicato triclcico Ferroaluminato tetraclcico Caixa Econmica Federal Construction Industry Development Board Concrete Masonry Association of Australia Silicato de clcio hidratado Comit Brasileiro da Construo Civil Fundo de Compensao de Variaes Salariais Financiadora de Estudos e Projetos Ministrio da Cincia e Tecnologia Norma Brasileira Regulamentadora Programa de Arrendamento Residencial Projetos para fabricao Progresso e Habitao So Carlos Servio Brasileiro de Apoio Pequena Empresa Sistema Financeiro da Habitao Sindicato da Indstria da Construo Tabelas de Composies de Preos e Custos

SUMRIOIntroduo e Objetivos, 21 Captulo 1 Contextualizao da construo habitacional brasileira, 331.1. Habitao e urbanizao no Brasil, 33 1.2 Produtividade e inovao na Construo Civil, 38 1.3. Necessidade de solues inovadoras, 40

Captulo 2 Alvenaria de blocos de concreto, 452.1. Blocos de concreto, 47 2.1.1 Materiais constituintes, 47 2.1.2. Dosagem, 62 2.1.3. Processo de fabricao, 65 2.2. Processo construtivo, 73 2.2.1. Dimenses dos blocos e modulao, 74 2.2.2. Interao com outros subsistemas, 78 2.2.3. Comportamento mecnico, 79 2.2.4 Manifestaes patolgicas, 86

Captulo 3 Alvenarias intertravadas e inovao nas construes, 913.1. Alvenaria intertravada, 91 3.1.1. Blocos para alvenarias intertravadas, 95 3.1.2. Materiais inovadores para alvenaria, 108 3.2. Tcnicas e tecnologias inovadoras, 109 3.2.1. Qualidade do produto, 110 3.2.2. Desempenho das edificaes, 111

Captulo 4 Desenvolvimento do prottipo do componente, 1174.1. Escolha do tipo de encaixe, 117 4.2. Concepo inicial do prottipo, 121 4.2.1. Determinao das dimenses do prottipo, 121 4.3. Dosagem e textura superficial, 125 4.3.1. Seleo dos agregados, 126 4.3.2. Acabamento superficial, 126 4.3.3. Composio dos agregados, 130 4.3. Fabricao, 137

Captulo 5 Avaliao tcnica do prottipo, 1415.1. Comportamento mecnico, 142 5.1.1. Capeamento, 142 5.1.2. Resistncia compresso das unidades, 144 5.1.3. Cimento Portland branco estrutural e adio de pigmentos, 146 5.1.4. Junta a seco e via mida, 147 5.1.5. Resistncia compresso de prismas e miniparede, 150 5.1.6. Prova de carga em parede, 151 5.1.7. Resistncia de aderncia de juntas coladas, 156 5.2. Propriedades fsicas, 158 5.3. Permeabilidade, 159 5.3.1. Porosidade dos blocos, 159 5.3.2. Penetrao de gua pelas juntas, 165

Captulo 6 Redefinio do projeto do bloco, 1696.1. Bloco principal, 169 6.2. Blocos especiais, 170 6.2.1. Encontros em L, 171 6.2.2. Encontros em T, 172 6.2.3. Encontros em X, 173 6.2.4. Blocos duplo-macho, 174 6.2.5. Meio-bloco, 176 6.2.6. Bloco canaleta, 176 6.2.7. Demais possibilidades, 178 6.3. Paletizao, 180 6.4. Elevao de paredes, 182 6.4.1. Aberturas e modulao de caixilhos, 184 6.4.2. Encontro entre bloco canaleta e T-2, 188 6.4.3. Encontro entre bloco canaleta e L-1, 188 6.4.4. Assentamento sobre superfcies planas, 189 6.5. Custos de produo e preo do produto, 190 6.5.1. Aspecto mercadolgico, 191 6.5.2. Aspecto financeiro, 193

Concluses, 199 Referncias bibliogrficas, 205 Apndice A Materiais utilizados, 211 Apndice B Resultados obtidos, 219 Apndice C Fabricao dos prottipos, 229 Apndice D Tabelas de composies de preos e custos, 241

INTRODUO E OBJETIVOSOBJETO DE ESTUDOA construo habitacional ramo da Construo Civil que envolve a participao mais intensa da sociedade no sentido da obteno da casa prpria. Este fato j demonstra sua importncia, mas, alm disso, a participao econmica da construo habitacional no PIB e o seu nmero de empregados, registrados ou na informalidade, demonstram que um segmento que pode ser um grande propagador de crescimento econmico e importante gerador de melhorias para a populao brasileira. Isto pode ser explicado com base em dados levantados pelo MCKINSEY GLOBALINSTITUTE

(1999), pois dentre os segmentos da construo civil, o da construo habitacional

se destacava, representando 8% do PIB brasileiro e 6,1% dos empregos no pas naquela poca. Estes nmeros so mais representativos que os da indstria automobilstica, que tem maior destaque na imprensa e que mais mobiliza as lideranas empresariais e sindicais. Apesar da importncia do setor no mercado brasileiro, a construo habitacional praticamente o nico setor da economia que ainda no se industrializou. At alguns anos atrs, os setores que resistiam industrializao no Brasil eram a agricultura, o txtil e a construo civil. A agricultura se modernizou e hoje responsvel pelo supervit da balana comercial brasileira; o setor txtil se sobressaiu, conseguiu preos internacionalmente competitivos e hoje exporta seus produtos; entretanto a construo civil continua utilizando mtodos relativamente ultrapassados, particularmente no segmento da construo habitacional.

22 BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA EM CONSTRUES INDUSTRIALIZADAS

H, no entanto, grande resistncia por parte dos construtores em adotar novas tecnologias que acelerem o processo de industrializao na construo, que caminha de encontro com a necessidade atual do mercado. O uso da alvenaria convencional no atende aos requisitos de qualidade e produtividade necessrios para as construes habitacionais, ao contrrio de outros setores da construo em que muitos dos componentes utilizados so tecnologias avanadas que reduzem tempo, desperdcios e otimizam os custos. Neste contexto, a presente pesquisa pretende desenvolver componentes para alvenarias de alta qualidade e desempenho, montveis, com dimenses padronizadas, em concreto de tecnologia especial, de alto desempenho, com baixa porosidade e permeabilidade, de alta resistncia para alvenarias estruturais, que permitam ser utilizados na construo de edificaes, dispensando chapiscos, rebocos e emboos, e que atendam diversas exigncias dos usurios, tais como esttica, custo, praticidade, rapidez, durabilidade e inovao.

JUSTIFICATIVA DA PESQUISAH no mercado vrias opes de tijolos e blocos, com diferentes propriedades: materiais, dimenses, disposies de furos, textura e diversas outras propriedades fsicas e mecnicas, com variantes de resistncia compresso, porosidade e capilaridade, absoro de gua, coeficientes de absoro e dilatao trmica, entre outras mais. Quanto s alvenarias de blocos vazados de concreto, encontram-se no mercado trs linhas de fabricao, que atendem a diversas especificidades de projeto. Estas podem ser de blocos arquitetnicos, para paredes de fachadas e acabamentos internos; de blocos de vedao, que apresentam resistncia suficiente para atender s necessidades fsicas e mecnicas das paredes de vedao; e de blocos estruturais, que formam paredes resistentes, que em alguns casos podem ser armados e preenchidos com argamassa grossa e fluida (graute), constituindo a alvenaria estrutural armada.

INTRODUO E OBJETIVOS 23

Ainda que haja considervel desenvolvimento na qualidade dos blocos de concreto, seu assentamento, quase que exclusivamente, ainda est restrito ao procedimento artesanal, com a qualidade final da alvenaria muito dependente da qualidade da mo-de-obra e, ainda, necessitando ser chapiscada, revestida com emboo e/ou outro material, que por sua vez, em alguns casos, devem ser ainda emassadas e, finalmente, receber uma camada de pintura. Embora esses fatos no possam ser atribudos exclusivamente ao subsistema alvenaria, em obras com determinadas tipologias isso ocorre devido utilizao inadequada dos materiais de construo. Por outro lado, h boas obras executadas nas quais no ocorrem esses problemas, porm, os controles tm sido notadamente observados em obras destinadas a um pblico de alto poder aquisitivo, e que contratam as melhores empresas e especialistas. Assim como ocorre na construo mecnica industrializada, h a necessidade de se produzir componentes de alvenaria para a construo civil com altssimo controle da qualidade e de tal maneira que a utilizao desses produtos seja vivel no s para especialistas, mas tambm para leigos, proporcionando bons resultados na construo de alvenarias quer sejam de vedao ou estruturais.


HIPTESES E OBJETIVOS DA PESQUISACientes da necessidade que envolve a questo habitacional no pas, buscando alternativas para promover a industrializao da construo habitacional, pode-se estabelecer a hiptese de pesquisa que delineou o trabalho desenvolvido: A utilizao de componentes de alvenaria de alto valor agregado, que dispensam diversas etapas de acabamento e no necessitam de mo-de-obra especialmente capacitada para sua aplicao na obra, contribuir sobremaneira para a industrializao da construo. Entretanto, o desenvolvimento deste tipo de componente deve seguir um mtodo de concepo baseado em conceitos de racionalizao e produtividade: padronizao, organizao da produo e coordenao modular. Neste estudo, considera-se possvel: i. Estabelecer uma interface de entendimento fcil, prtica e objetiva para profissionais de distintas formaes, atravs de um conhecimento que correlacione os diferentes temas envolvidos na pesquisa; ii. Definir alternativas mais adequadas prtica corrente de construo no Brasil, de modo que se obtenha facilidade de produo, manuseio e transporte, compatibilidade com os subsistemas e respeito s modulaes planimtrica e altimtrica da edificao; iii. Produzir componentes de alvenaria com formas e dimenses que possibilitem maior rapidez das construes, baseados no mtodo corrente para elevao de alvenarias estruturais; iv. Selecionar matria-prima para fabricao de blocos de concreto para se obter cores e texturas variadas, e baixa permeabilidade, dispensando etapas de acabamento posteriores elevao das paredes.


OBJETIVO GERAL Buscar solues mais econmicas e apropriadas, que possam garantir melhores resultados em termos de qualidade e custo, pretendendo-se analisar tais componentes para se garantir o desempenho satisfatrio de habitaes, trreas ou com alguns pavimentos, respeitando-se sempre as propriedades que os tornam viveis no aspecto construtivo.

OBJETIVOS ESPECFICOS i. Produzir componentes de alvenaria que possibilitem elevao de paredes de forma anloga ao mtodo convencional utilizado em alvenarias estruturais, aliada maior rapidez e produtividade da elevao de alvenarias intertravadas; ii. Desenvolver blocos de concreto possveis de se produzir em escala industrial, dentro de critrios especficos com o cientificismo adotado; iii. Obter condies de acabamento de excelente qualidade, que dispense etapas de acabamento das alvenarias durante a construo; iv. Alcanar propriedades fsicas e mecnicas a partir da produo de prottipos que garantam desempenho adequado para as edificaes; v. Relacionar as facilidades e vantagens em relao aos mtodos convencionais de produo de componentes de alvenaria e interferncia com outros subsistemas; vi. Alcanar custo final menor que outros processos construtivos, comparando-se com planilhas de custo publicadas em revistas especializadas.


MTODOEsta uma pesquisa exploratria, que visa identificar elementos para o desenvolvimento de componentes que atendam os objetivos propostos. Desta forma, foram previstas etapas de conhecimento de tcnicas existentes para produo de alvenarias intertravadas, definio de parmetros de projeto do componente, estudo de trao para fabricao, e realizao de testes para a validao segundo alguns critrios selecionados nesta pesquisa e para gerao de parmetros para aperfeioamento do produto. Estas etapas esto descritas a seguir: i. Estudo da alvenaria convencional e intertravada: A reviso bibliogrfica abrange os fatores mais importantes, desde a fabricao dos blocos, especificamente blocos de concreto, e o mtodo construtivo, at as manifestaes patolgicas mais comuns. Esta complementada com uma listagem de diferentes tipos de alvenarias intertravadas mais estudados e/ou utilizados. Foram observadas as qualidades e limitaes de cada mtodo, a partir das quais so feitas as consideraes necessrias para o desenvolvimento de um novo componente para construo de alvenarias. ii. Concepo de um prottipo: Foi projetado um prottipo de componente de alvenaria que permite a justaposio entre os blocos de modo que sirvam de gabarito para a elevao das paredes. Tambm, a fim de satisfazer diversos critrios de desempenho, tais como permeabilidade a lquidos, segurana estrutural, durabilidade, etc., foram projetados com formas e dimenses distintas dos blocos normalizados. Embora devam atender s medidas modulares, possuem outras medidas de projeto, diferentes dos mdulos atuais, por seu assentamento no ser realizado com argamassa convencional.


iii.

Dosagem: Os materiais utilizados como agregados, alm de todos os quesitos de qualidade normalmente envolvidos, so disponveis comercialmente em grande quantidade e possuem bom ndice de forma, a fim de permitir serem compostos em diversas granulometrias, com o menor ndice de vazios e menor quantidade de gua. Tambm foi levada em considerao a utilizao de adies diversas tal que melhore a qualidade final do produto, quer esteticamente, quer no que se refere ao refinamento de poros e desconexo de porosidade. Foram testados aditivos, a fim de estabelecer a umidade tima dos materiais para o processo de moldagem, assim como a utilizao de pigmentos.

iv.

Fabricao dos blocos: O ferramental para produo desses blocos foi projetado e construdo de modo a se produzir em laboratrio blocos para avaliao de desempenho do processo construtivo.

v.

Avaliao do prottipo do bloco: Para efeito de controle das unidades produzidas, foram realizados ensaios fsicos mecnicos diversos: resistncia compresso de blocos, prismas, miniparedes; retrao por secagem; absoro de gua, teor de umidade; propriedades geomtricas, etc., que devero demonstrar resultados pelo menos em nvel de igualdade com relao aos blocos de concretos j normalizados. Foi tambm avaliada a questo da penetrao de gua frente ao da chuva. Esta anlise foi realizada sob dois aspectos: penetrao de gua pelas juntas e absoro dos blocos.

vi.

Redefinio do projeto do bloco: A partir dos resultados obtidos na avaliao dos prottipos fabricados em laboratrio, foram feitas algumas mudanas no projeto do bloco. Considerando a necessidade do desenvolvimento de uma famlia de blocos, foram projetados componentes para integrarem encontros entre paredes em T, L, X, e outras configuraes de blocos,


de tal modo que privilegiem construes de painis com junta a prumo e/ou amarradas. Apesar de estes blocos terem sido projetados para que a sua utilizao seja anloga ao sistema de alvenaria estrutural normalmente praticado no Brasil, foram listadas algumas situaes de projeto peculiares aos blocos projetados nesta pesquisa. Tambm foram feitas consideraes a respeito dos custos de produo e de construo de painis com este tipo de alvenaria, comparada com mtodos convencionais.

DELIMITAES DA PESQUISAO tema proposto extremamente amplo e complexo. Por isso, optou-se por eleger questes fundamentais e representativas, restringindo o estudo a pontos especficos em cada uma das reas envolvidas. O presente trabalho limitou-se ao desenvolvimento de um componente para construo de paredes estruturais baseado em um nico mtodo construtivo, ou seja, a alvenaria estrutural de blocos de concreto. A opo pelo bloco de concreto prendeu-se a diversos fatores de ordem prtica e conjuntural. Ao trabalhar com blocos estruturais de concreto, podem-se considerar a facilidade em mold-lo nas mais diversas formas e dimenses. O material fabricado a partir de matrias-prima facilmente encontradas em qualquer regio do pas, o que torna os artefatos pr-moldados base de cimento produtos competitivos, justificando investimentos econmicos e cientficos nestes componentes e respectivos processos construtivos. A produo dos prottipos foi realizada em mquina de moldagem manual, uma vez que no houve possibilidade de utilizao de um maquinrio industrial com as alteraes necessrias. Os materiais utilizados foram selecionados para a obteno de apenas um tipo de acabamento superficial para os blocos - liso e colorido. Devido grande quantidade de ensaios para a verificao de desempenho de sistemas construtivos inovadores, foram realizados apenas os requeridos para a


comprovao das hipteses levantadas. Os resultados das anlises experimentais no tm efeito de certificao de produto, uma vez que foram avaliados apenas os prottipos fabricados em prensa manual, embora os resultados apontem na direo de solues para a fabricao do produto final que obedea aos critrios de desempenho esperados para as edificaes constitudas deste tipo de material.

ESTRUTURA E CONTEDO DO TRABALHOO texto est estruturado em seis captulos: no primeiro procurou-se abordar o contexto scio-econmico em que a construo habitacional brasileira est inserida; no segundo discorreu-se sobre os fatores que envolvem a alvenaria estrutural de blocos de concreto; no terceiro so apresentados alguns dos sistemas de alvenaria intertravada existentes e analisada a necessidade de se produzir um componente com propriedades distintas; no quarto captulo apresentado o desenvolvimento de um prottipo do bloco de concreto objeto deste estudo; no quinto captulo est apresentado o mtodo utilizado para avaliao destes blocos na construo; no sexto captulo, as dimenses e formas do prottipo so redefinidas, a partir das quais foi projetada uma famlia de blocos e so discutidos os aspectos econmicos relacionados produo e utilizao destes componentes na construo. Desta forma, o contedo do trabalho descrito a seguir:

Captulo 1 CONTEXTUALIZAO DA CONSTRUO HABITACIONAL NO BRASIL est apresentado de forma sucinta como o processo de urbanizao no Brasil, acompanhado da dinmica scio-econmica, influenciou a construo habitacional. Aponta as mudanas necessrias nos mtodos construtivos, que tornam evidente a importncia do desenvolvimento de novos sistemas construtivos racionalizados facilitadores da construo.


Captulo 2 ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCRETO refere-se a este tipo de alvenaria, de forma a abranger desde a fabricao dos blocos de concreto (materiais, dosagem e processo industrial) at a sua utilizao no processo construtivo, em que so abordadas as propriedades fsicas e mecnicas, assim como as manifestaes patolgicas.

Captulo 3 ALVENARIAS INTERTRAVADAS E INOVAO NAS CONSTRUES so apresentados diversos blocos utilizados em alvenarias

intertravadas, ou seja, em que os componentes se encaixam para formar paredes slidas. Dentre os diversos blocos existentes, so descritos neste Captulo somente os mais utilizados comercialmente e/ou os mais citados na bibliografia pesquisada. A partir dos aspectos analisados de diferentes tipos de alvenaria intertravada, discutida a necessidade de uma nova tipologia que abranja diferentes propriedades agregadas ao bloco que levam industrializao da construo civil. So ainda discutidas as normas e diretrizes para o desenvolvimento de novos materiais para construes em alvenarias.

Captulo 4 DESENVOLVIMENTO DO PROTTIPO DO COMPONENTE as caractersticas dimensionais dos blocos desenvolvidos nesta pesquisa esto descritas na primeira parte deste Captulo, com nfase no projeto de cada unidade da famlia de blocos e sua funo na alvenaria. Este Captulo tambm descreve a tcnica empregada para o desenvolvimento da dosagem que confere superfcie lisa aos blocos. Este mtodo aborda a seleo de materiais, o empacotamento de partculas e o mtodo de dosagem adotado.

Captulo 5 AVALIAO TCNICA DO PROTTIPO neste captulo so avaliadas as propriedades fsicas e mecnicas dos blocos de concreto desenvolvidos. Primeiramente determinada a resistncia compresso dos blocos fabricados a partir dos diferentes traos obtidos no captulo anterior. Um desses traos foi adotado para uma


avaliao mais criteriosa, desde as propriedades fsicas dos componentes, envolvendo ensaios de resistncia compresso das unidades, prismas, miniparedes e parede, e um estudo qualitativo do comportamento das alvenarias frente penetrao de gua da chuva.

Captulo 6 REDEFINIO DO PROJETO DO COMPONENTE a partir dos resultados obtidos na avaliao dos prottipos, as formas e dimenses do componente foram redefinidas, e foi projetada uma famlia de blocos que atenda as mais diversas situaes de projeto. Em seguida discutida a questo do armazenamento e transporte, assim como algumas peculiaridades do mtodo construtivo. Neste Captulo tambm leva em considerao a viabilidade econmica da fabricao e utilizao deste novo componente na construo.

Em CONCLUSES, so mostradas as concluses da Tese, evidenciando uma relao com as hipteses e objetivos propostos. Tambm so colocadas sugestes e orientaes para pesquisas a serem desenvolvidas utilizando as tecnologias desenvolvidas na presente Tese.

As REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS citadas no texto e os APNDICES encerram o presente documento.


Captulo 1 CONTEXTUALIZAO DA CONSTRUO HABITACIONAL BRASILEIRA1.1. Habitao e urbanizao no BrasilA dinmica da urbanizao no Brasil tem se mostrado acelerada, acompanhando as mudanas da estrutura econmica do pas. Em apenas trinta anos, entre 1950 e 1980, o Brasil se transformou, passando de um pas com predominncia rural agrcola para um pas com predominncia urbana e industrial. A reestruturao econmica em curso no pas, cujos impactos geraram novos padres, sobretudo na estrutura do emprego urbano e no processo migratrio, se manifesta no processo de urbanizao. Nesse contexto, segundo Mota (2002), destaca-se a acelerada urbanizao das reas de fronteira econmica, o crescimento das cidades mdias e a formao e consolidao de aglomeraes urbanas metropolitanas e nometropolitanas. Na adaptao dos grupos sociais s novas condies de insero no mercado de trabalho, Lucini (1985) afirma que a moradia se enquadra como elemento fundamental gerador de fora de trabalho. Ainda que a habitao, para os setores de baixa renda, no seja o primeiro item nos ndices de consumo, esta se transforma na garantia necessria para a populao enfrentar as situaes de instabilidade durante a insero no mercado de trabalho. a posse da habitao que se apresentava como o elemento capaz de absorver os desequilbrios e garantir futuros passos. A casa prpria pode se transformar em oficina ou comrcio, ou pode ser subalugada (LUCINI, 1985).


Lago e Ribeiro (1996) citam que desde o final dos anos 40 se formou no Brasil uma estrutura de proviso de moradia nas grandes cidades, composta por trs segmentos: a produo popular, fundada no loteamento perifrico e na autoconstruo de moradia; a produo estatal, direta ou indireta; e a produo empresarial, sob regime da incorporao imobiliria. Essa estrutura foi responsvel, ao mesmo tempo, pela segregao das camadas populares nas extensas e precrias periferias. Grande parcela dessa situao de responsabilidade do Estado brasileiro, cujas polticas sociais desenvolvidas, e particularmente a de habitao popular, se demonstraram muito frgeis frente aos mecanismos de excluso social e segregao espacial inscritos no modelo econmico. Sachs (1999) afirma que, enquanto desenvolvia uma poltica social de habitao que deveria legitim-lo, o Estado contribuia para o fortalecimento dos mecanismos de excluso com sua poltica econmica, que leva a uma estrutura de renda desigual ao extremo, pela tolerncia quando no o apoio especulao imobiliria. Acrescenta-se a isso o fato de os empreendimentos imobilirios se dirigirem especialmente aos segmentos de mdia e alta renda, reservando para estes as reas mais bem servidas e aptas para a urbanizao, em detrimento s camadas de baixa renda, que fixam moradia em reas degradadas (Figura 1.1). Neste contexto, os investimentos imobilirios recentes no pas tm como caracterstica principal o carter seletivo, privilegiando espaos dinmicos e desconhecendo as reas estagnadas economicamente. Isso pode acentuar as tendncias de concentrao da populao nas aglomeraes urbanas do pas, acentuando tambm seus problemas sociais, urbanos e ambientais (MOTA, 2002). A capacidade institucional do poder pblico limitada para efetivar mecanismos que possibilitem a aplicao dos instrumentos de poltica urbana de forma que evite a excluso territorial. Em geral, esses instrumentos de planejamento e de gesto urbana, tais como planos diretores, leis de parcelamento, leis de zoneamento e outros, tm se mostrado

CONTEXTUALIZAO DA CONSTRUO HABITACIONAL BRASILEIRA 35

ineficazes, devido, principalmente, dificuldade de refletirem a capacidade de pagamento dos cidados de mais baixa renda e dinmica econmica, social e territorial da cidade. Toma-se como exemplo o Programa de Arrendamento Residencial (PAR), promovido pela Progresso e Habitao So Carlos (PROHAB), que destina unidades habitacionais de at 45,20 m2 a R$ 22.5000,00 para famlias com renda de 2 a 4 salrios mnimos. Estas habitaes podem ser financiadas pela Caixa Econmica Federal (CEF) em 180 parcelas de aproximadamente R$ 160,00 com opo de compra ao final do perodo (PROHAB, 2005). Isso significa que para realizar o sonho da casa prpria, o muturio obrigado a desembolsar mais de 25% de sua renda familiar durante 15 anos para adquirir uma habitao extremamente simples, ao custo de R$ 637,17/m2 em relao soma de todas as parcelas. Essa situao tem prejudicado a gesto urbana, o que contribui para o aumento do preo da terra, para a elevao dos custos do setor pblico e privado, bem como para a proliferao de padres informais de ocupao e urbanizao. (MOTA, 2002).

Figura 1.1. Exemplos da expanso indiscriminada do municpio de So Carlos (SP).


Conforme cita Lucini (2001), os reflexos desses processos na constituio das cidades so: transformao da cidade em conglomerado de construes e bairros descaracterizados em contnua mutao; eliminao da identidade social e cultural original; eliminao das estruturas econmicas e produtivas urbanas (pequenas e mdias indstrias) que garantiam a consolidao e renovao no-destrutiva do tecido urbano.

Os produtos resultantes desses processos, montonos e previsveis, se caracterizam pelo alto custo de implantao urbana e do edifcio, aliados reduo da qualidade construtiva, funcional e ambiental, no instante em que apresentam como traos constantes, conforme cita Lucini (2001): espaos residuais entre edificaes sem caracterizao de uso real devido ao recorte arbitrrio entre vazios e cheios, sulcados por muros divisrios e construes secundrias; presena de muros na frente e laterais dos lotes por exigncias de segurana e privacidade; estacionamentos em toda a superfcie livre do lote, pavimentados e protegidos por construes provisrias, de degradao imediata. Definitiva eliminao do verde, exceto em empreendimentos para alta renda; ausncia de tratamento da relao do edifcio com o contexto urbano, solucionado hoje por simples muros; tipologias das unidades habitacionais e dos edifcios muito deficientes, de arranjos simplistas e ambientes padronizados de dimenses mnimas; ausncia de solues para faixas etrias diferenciadas, estruturas familiares diversas e portadores de deficincia; baixa qualidade de ventilao, insolao e iluminao por falta de exigncias ambientais, com as conseqncias previsveis quanto a visuais, umidade e degradao de coberturas e fachadas;


presena constante de patologias construtivas complexas nas edificaes, particularmente nas fachadas, aberturas, coberturas e instalaes, como decorrncia da falta de normativas de desempenho e controles de obra e de psocupao.

O que tem permitido um maior acesso da populao pobre habitao a autoconstruo da moradia popular. Grande parte das habitaes para esse segmento da populao apresenta baixo padro de qualidade e custo, e tem sido produzida por um setor no-estruturado, que inclui as habitaes no-autorizadas e as ocupaes ilegais e assentamentos informais, geralmente sem assistncia direta do poder pblico. Constri-se o que no se pode comprar feito, no local mais econmico, em geral longe de tudo, e sem garantias de propriedade efetiva da terra, e com os materiais mais baratos e conhecidos. A tcnica construtiva utilizada a mais rudimentar, que permite o trabalho individual e garante resultado com o mnimo investimento. Essa realidade influencia o mercado imobilirio, fazendo com que os compradores adquiram habitaes cujo valor se encaixa em seus oramentos, porm, de menor qualidade e menores do que o necessrio para o convvio familiar. Nos ltimos 15 anos, os imveis na cidade de So Paulo ficaram menores. Os apartamentos tiveram rea reduzida em mdia 20%, e 90% dos lanamentos paulistas foram de apartamentos com no mximo 80 metros quadrados. (Jornal Nacional, 2003) O projeto dessas habitaes reflete diretamente as condies econmicas e sociais de seus moradores nos aspectos morfolgico, funcional, produtivo e econmico, definindo tambm uma resistncia s mudanas e intercmbios scio-culturais entre grupos scioeconmicos distintos. A discrepncia econmica e social extrema levou, portanto, diferenciao tipolgica e de localizao do produto-habitao (Figura 1.2), identificando-se diretamente a classe econmica do usurio com a tipologia habitada e sua localizao urbana numa dupla segregao. De certa forma, nota-se que o estabelecimento de padres sociais


praticamente faz parte de nossa cultura, pois at ento no h qualquer preocupao com o aspecto e padro social da populao (LUCINI, 2001).

Figura 1.2. Classes sociais evidenciadas pela tipologia das edificaes.

1.2. Produtividade e inovao na construo civilA produtividade do setor de construo residencial no Brasil representa apenas um tero da produtividade do mesmo setor nos EUA. Este dado foi constatado por uma pesquisa realizada pelo Instituto McKinsey (1999), e indica que esta diferena se deve, basicamente, ao projeto e organizao de funes e tarefas. No que se refere ao projeto, leva-se em considerao o planejamento da obra e utilizao de materiais-padro, mdulos, materiais pr-fabricados economicamente viveis, leiaute timo e diminuio da interferncia entre diversas fases do processo; por exemplo, essa interferncia ocorre quando preciso quebrar paredes, j prontas, para a instalao eltrica. Segundo McKinsey (1999) h vrios sinais de que este um setor que no enfrenta competio, comprovados pelo seu histrico. De fato, empresas estrangeiras no tentaram


entrar aqui no passado por vrias razes. A maior delas foi a instabilidade macroeconmica, mas ainda atuaram como barreira entrada a necessidade de conhecimento do mercado local e de relacionamentos com empreiteiras. Alm disso, o modelo de contratao mais comum entre os empreiteiros ligados construo habitacional no Brasil o cost plus, ou custe o que custar. Os contratos do tipo cost-plus sofrem da deficincia de repassar para o comprador todas as alteraes nos custos de produo. Dessa forma, um fornecedor ineficiente no ter incentivos para melhorar sua produtividade e minimizar custos. Nesse modelo, o risco de mudanas no ambiente de negcios concentra-se no comprador. Ou seja, o empreiteiro no tem incentivo para acelerar a construo, pois seu ganho est garantido, o preo ser pago pelo comprador e financiado pelo banco pblico. Desta maneira, quando o custo do imvel ou do financiamento se torna proibitivo, a despesa paga pelos muturios ou deslocada para o dficit pblico, como a do Fundo de Compensao de Variaes Salariais (FCVS) 1. Fatos como atrasos de subempreiteiros, falta de material na hora certa no canteiro de obras, processos complicados e antieconmicos so freqentes em obras residenciais no Brasil. Sem a pressa imposta por contratos de preo fixo, as construtoras brasileiras no se preocupam em mecanizar, planejar, adotar os chamados Projetos Para Fabricao (PPF). Pode no ser surpreendente que os construtores normalmente no considerem a habitao como um sistema porque, em geral, os engenheiros, arquitetos e projetistas normalmente projetam casas que so esteticamente atrativas e funcionais, mas raramente esto vinculados aos processos de construo, ao contrrio dos fabricantes de outras indstrias que trabalham em sinergia com seus projetistas e produtores.1

O Fundo de Compensao de Variaes Salariais (FCVS) foi criado por intermdio da Resoluo n 25, de 16.6.67, do

Conselho de Administrao do extinto Banco Nacional da Habitao (BNH), com a finalidade de garantir, a quitao, junto aos agentes financeiros dos saldos devedores remanescentes de contrato de financiamento habitacional, firmado com muturios finais do Sistema Financeiro da Habitao (SFH). O FCVS tinha tambm como objetivo garantir o equilbrio do Seguro Habitacional do SFH permanentemente e em nvel nacional, e liquidar as obrigaes remanescentes do extinto Seguro de Crdito do SFH. O FCVS acumula um dficit tcnico de R$ 62.604.489.894,67. (RECEITA FEDERAL, 2005).


O processo de produo de edifcios uma atividade que envolve a participao de diferentes agentes; portanto, uma atividade que deve ser tipicamente desenvolvida por equipes interfuncionais e multidisciplinares, o que denota a necessidade de maior integrao entre as diversas disciplinas de projeto (arquitetura, estrutura, instalaes,

impermeabilizao, etc.), bem como, entre estas disciplinas e as atividades da produo. Numa economia competitiva, como a que atualmente est se configurando, a reduo dos custos de produo dos empreendimentos um fator decisivo para a sobrevivncia das empresas (BARROS e SABBATINI, 2003). A competitividade estabelecida um grande estmulo para que as empresas invistam na modernizao de suas formas de produo, de maneira a obterem o aumento da produtividade dos servios, a diminuio da rotatividade da mo-de-obra, a reduo do retrabalho, a eliminao de falhas ps-entrega e, por conseqncia, a reduo dos custos de produo. Barros e Sabbatini (2003) afirmam, ainda, que para o projeto incentivar a utilizao de novas tecnologias na construo civil, cumprindo seu papel fundamental de indutor da modernizao do setor, dever ocorrer mudanas expressivas nas particularidades atuais do processo de projeto. preciso que realmente existam as equipes multidisciplinares, objetivando atender sempre s necessidades de todos os envolvidos no processo de produo, representados, sobretudo, pelo empreendedor, projetista, construtor e usurio.

1.3. Necessidade de solues inovadorasA inovao tecnolgica fundamental para diminuir o dficit habitacional brasileiro de 3,4 milhes de moradias referentes aos domiclios improvisados e coabitao familiar; uma parcela de 2,6 milhes est na faixa de at trs salrios-mnimos de renda familiar mensal, o que representa 76,1% do total, segundo dados da Fundao Joo Pinheiro


(2005). A CEF considera oportuno o desenvolvimento de novas tecnologias para aumentar o acesso da populao de baixa renda (MCT-FINEP, 2000). Entretanto, no setor da construo civil no Brasil, assim como em outros pases de tradio latina, a tradio sempre leva a uma imagem notria de qualidade, robustez, durabilidade e economia. Por isso, sempre de encontro tradio que a inovao deve se definir e demonstrar superioridade; o desafio da inovao na construo civil o de permitir construir melhores construes em termos econmicos, produtivos e de qualidade. A comparao direta de valores de componentes inovadores com tradicionais pode acarretar em custos mais elevados. De fato, os preos de alguns produtos industrializados podem ser mais elevados, entretanto, a comparao de custos deve levar em conta a economia nos custos indiretos, pois quando produtos industrializados so especificados no projeto, o efeito redutor no custo final da obra considervel. Alm disso, alguns construtores desconhecem ou no sabem identificar as vantagens dos materiais e sistemas inovadores da construo civil. fato que alguns destes sistemas so desenvolvidos sem critrios e nem a devida certificao. Desta maneira, deve-se estabelecer meios para que o consumidor tenha a certeza de que, ao adquirirem os produtos inovadores, no esto fazendo experincias em suas obras, e que h estudos srios e precisos como suporte. No Brasil, o processo de produo de edificaes bastante peculiar, de maneira que as etapas de projeto, planejamento, organizao e gesto da produo diferem muito daquelas aplicadas em pases desenvolvidos. Dessa maneira, para que uma nova tecnologia venha a ter sucesso, agregando real valor ao produto-habitao, deve corresponder cultura construtiva local, respeitando as suas particularidades e limitaes, ou deve possibilitar a alterao de tal cultura para que possa incorporar as exigncias da nova tecnologia. A introduo de tecnologias, que se caracterizam como processos construtivos inovadores, deve necessariamente ser precedida de uma adaptao s condies culturais,


tcnicas, sociais, econmicas e polticas do pas, principalmente, porque a inovao insere-se num processo de produo complexo, com o qual os novos mtodos construtivos devero interagir coerentemente para representarem uma soluo construtiva eficiente e eficaz. Ainda que atualmente seja possvel encontrar uma grande diversidade de componentes inovadores para construo residencial, a tecnologia construtiva deve ser de domnio do setor, para que seja corretamente utilizada e traga ganhos efetivos para a construo civil brasileira e para o mercado consumidor. A inovao tecnolgica, seja em mtodos construtivos ou produtos, um elemento estratgico no s para o desenvolvimento do setor como do prprio pas. Dentro desse contexto, possvel realizar construes com boa arquitetura e bons materiais a baixo custo, sem considerar os velhos jarges, tais como: construes de interesse social pejorativamente comparada a pessoas excludas da sociedade; construo de baixo custo, inclusive sem qualidade, aplicadas mesma classe social. Essa qualidade possvel ser atingida produzindo-se materiais dentro de uma concepo da industrializao, tanto do material quanto do produto-habitao. Dessa forma, se produziria habitaes pequenas, mdias ou grandes, dependendo do poder aquisitivo de cada um, porm, com material de altssima qualidade (Figura 1.3).

Figura 1.3. Habitaes de alto padro e baixo custo na Alemanha (i) e no Guaruj - SP (ii). Algumas empresas esto desenvolvendo blocos para alvenaria, coloridos, estruturais, de alto desempenho no que se refere durabilidade e resistncia mecnica, cujas


alvenarias dispensam aplicao de chapiscos, emboos, rebocos, pinturas, etc, com shafts para tubulaes de telefonia, hidrulica, eltrica, gs, etc., permitindo a construo mediante colagem dos componentes que compem a alvenaria, porm fabricados a partir de polmeros. Nesta pesquisa, este tipo de componente para alvenarias de alto-padro desenvolvido em concreto especial, de alto desempenho, com baixa porosidade e permeabilidade, de alta resistncia e estrutural, atendendo as diversas exigncias dos usurios.


Captulo 2 ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCRETODiscutir sistemas construtivos modulares como a alvenaria estrutural de blocos de concreto significa confrontar um vasto assunto, especialmente porque sua concepo bsica, o mdulo, um tema complexo e consideravelmente ligado s primeiras etapas do projeto. Strati (2003), afirma que modular a essncia das primeiras operaes do projeto, originando as mais complexas elaboraes a partir da repetio de um nico componente que, pela associao do mdulo regularidade geomtrica, desenvolve-se a ponto de criar conjuntos harmoniosamente concebidos, dos quais cada componente perfeitamente relacionado ao todo. Mas se por um lado a modulao tem um valor perfeitamente lgico e est ligado a um conceito tcnico do projeto, por outro no pode ser esquecido que a modulao tambm um conceito profundamente inerente tcnica construtiva e estrutura. Desta forma, a simples repetio de um bloco, componente fundamental da alvenaria, uma operao que deu origem a estruturas grandiosas, tais como os trabalhos majestosos da arquitetura romana (Figura 2.1) e os projetos de alvenaria conjugada com grandes balanos de Frank Lloyd Wright (Figura 2.2).

Figura 2.1. Aqueduto "Pont du Gard", construo romana em Nimes, sul da Frana.(fonte:_http://www.nationalgeographic.com/photography/galleries/provence/images/ popup/NGM1995_09p67.jpg)


Figura 2.2. Fallingwater, residncia projetada por Frank Lloyd Write.(fonte: http://www.wam.umd.edu/~stwright/frank-lloyd-wright/fallingwater-pictures/fallingwater-1.jpg)

O surgimento da produo industrial marcou um momento decisivo na transformao do conceito de modulao, relacionando-o fortemente natureza tcnica, aproximando-o idia de sistema. A partir de ento, a construo passou a se estabelecer como um complexo formado de vrias partes, subsistemas e sistemas parciais unidos por uma grande quantidade de variveis. Em paralelo, vislumbrou-se a possibilidade de administrar a construo com a contribuio oferecida pela produo industrial e pelo emprego de componentes construtivos pr-fabricados. Indubitavelmente, um dos temas ligados ao conceito de sistema a viabilidade em aplicar as vantagens da pr-fabricao para a criao de espaos habitveis, fceis de construir e administrar, a partir da combinao de componentes j prontos que podem ser agrupados e desagrupados em curtos intervalos de tempo, e podem garantir uma reduo consistente de custos de construo e manuteno. A alvenaria estrutural, devido modulao de seus componentes, capaz de incorporar seu carter coordenado e racionalizado s obras, o que contribui sobremaneira para o processo de industrializao da construo civil no Brasil. Os blocos projetados neste trabalho formam parte de um desdobramento da alvenaria de blocos de concreto, de modo que os fatores estudados neste Captulo so essenciais para o entendimento do sistema como um todo e serviro de base terica para definio dos parmetros utilizados no desenvolvimento da pesquisa. So aqui apresentados os fatores mais importantes relativos alvenaria de blocos de concreto, divididos em duas

ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCETO 47

partes: a primeira analisa a produo do componente de alvenaria, na qual so comentados os materiais e componentes constituintes, o seu processo de dosagem e fabricao; a segunda se refere ao sistema construtivo, na qual se discute a respeito da normalizao, parmetros de projeto, execuo das alvenarias, e patologias que podem vir a ocorrer.

2.1. Blocos de concretoA utilizao de blocos de concreto na alvenaria teve incio logo aps o surgimento do cimento Portland, quando se comeou a produzir unidades grandes e macias de concreto. A partir de ento surgiram diversos esforos para a modernizao da fabricao de blocos de concreto, assim como da sua utilizao na alvenaria. Entretanto, os materiais utilizados, procedimentos de dosagem e o esquema do processo produtivo so ainda basicamente os mesmos.

2.1.1 Materiais constituintesOs materiais utilizados na fabricao de blocos de concreto so basicamente: cimento Portland, agregados grado e mido, e gua. Dependendo de requisitos especficos, a dosagem do concreto poder tambm empregar outros componentes, tais como adies minerais, pigmentos, aditivos etc. Os materiais constituintes do bloco de concreto devem ser especificados e utilizados de acordo com suas propriedades, para que o produto final esteja em conformidade com as metas projetadas. Cada material constituinte do processo de fabricao do bloco de concreto est descrito com suas propriedades pertinentes ao processo nas prximas sees.


a. Agregados Entende-se por agregado o material granular, sem forma e volume definidos, de dimenses e propriedades adequadas para o uso em obras de engenharia. As propriedades dos agregados so fundamentais na produo de blocos de concreto, pois interferem na aderncia com a pasta de cimento, alterando a homogeneidade e a resistncia do concreto. Podem-se classificar os agregados quanto origem, massa unitria e s dimenses de suas partculas. Quanto origem, os agregados se dividem em naturais e artificiais. Com relao massa unitria, os agregados podem se classificar como leves, normais e pesados. Quanto ao tamanho de partcula dos agregados, estes recebem denominaes especiais: fler: material com dimenso de partcula inferior malha de 75m; areia: o material encontrado em estado natural que passa na peneira 4,8mm; p de pedra: tambm denominado areia de brita ou areia artificial, o material obtido por fragmentao de rocha que atravessa a peneira de 4,8mm; seixo rolado: o material encontrado fragmentado na natureza, quer no fundo do leito dos rios, quer em jazidas, retido na malha de 4,8mm; brita: o material obtido por triturao de rocha e retido na peneira 4,8mm.

Por razes de normalizao de malha e designao comercial, as britas recebem as seguintes classificaes: pedrisco: de 4,8 a 9,5mm; brita 1: de 9,5 a 19mm; brita 2: de 19 a 38mm; brita 3: de 38 a 76mm; pedra-de-mo: maior que 76mm tambm chamada racho; usada em gabies.


A classificao dos agregados com relao suas formas e dimenses importante para garantir um bom arranjo no concreto, de forma que se possa obter um material com menor ndice de vazios, melhorando assim suas propriedades fsicas e mecnicas. Alm dos requisitos fsicos, devem-se considerar os aspectos econmicos: o concreto deve ser produzido com materiais que tenham custo compatvel com a vida til prevista para a obra. Contudo, a distribuio granulomtrica dos agregados que compem os concretos pode ser composta, a partir de duas ou mais composies, de modo a obter um produto com alta densidade a partir do empacotamento das partculas, tal que os espaos entre as partculas maiores so preenchidos pela classe de partculas imediatamente menor e, assim sucessivamente. O efeito da distribuio granulomtrica sobre o empacotamento das partculas vem sendo estudado desde o incio do sculo XX, quando surgiu a idia de que os agregados com distribuio granulomtrica contnua proporcionavam melhores propriedades aos concretos e argamassas. Dentre os estudos relevantes na definio da curva de distribuio granulomtrica, destaca-se o de Fller e Thompson (1907), que realizaram trabalhos empricos de correo da granulometria dos agregados naturais para a produo de concretos e argamassas. Fller e Thompson (1907) concluram a partir de experimentos empricos de dosagens que, para uma mesma porcentagem de cimento num dado volume de concreto, havia certa distribuio de tamanhos de gro do agregado que proporcionava maior resistncia ruptura, e melhor trabalhabilidade, ou seja, a distribuio granulomtrica influencia na compacidade da mistura, e quanto maior a compacidade, maior a resistncia mecnica. Fller e Thompson (1907) afirmaram que o perfil da curva granulomtrica que melhor representaria a distribuio granulomtrica a curva da elipse.


A partir dos estudos de Fller e Thompson, Furnas (1931) props um modelo matemtico representativo do empacotamento de camadas de partculas, definindo o perfil da curva de distribuio por meio de uma progresso geomtrica, a qual representa a distribuio contnua de dimetros dos gros.

log log D p r DS r CPFT = D log r D log r S L

x100

(2.1)

em que :CPFT = porcentagem acumulada de partculas menores que Dp; Dp = dimetro da partcula; DS = dimetro da menor partcula; DL = dimetro da maior partcula; r = quociente entre o volume das partculas retidas em uma malha de peneira e o volume da malha anterior.

Carneiro (1999) comenta que a distribuio contnua dos agregados influencia o ndice de vazios, o consumo de aglomerante e de gua de amassamento. Assim, para uma mesma trabalhabilidade, a argamassa preparada com areia cuja curva de distribuio granulomtrica seja contnua, teoricamente, ter menor ndice de vazios, e conseqentemente menor consumo de aglomerante. Por outro lado, uma argamassa preparada com areia de composio granulomtrica descontnua, ou uniforme, ter maior ndice de vazios, necessitando de maior quantidade de gua de amassamento para uma mesma trabalhabilidade. Oliveira et al (2000) descrevem o modelo proposto por Andreassen e Andersen, cuja distribuio de tamanho de partculas regida por uma lei de potncias (equao 2.2).

Dp CPFT = D Lem que :

q

(2.2)

CPFT = porcentagem acumulada de partculas menores que Dp; Dp = dimetro da partcula; DL = dimetro da maior partcula; q = mdulo ou coeficiente de distribuio.


Alguns pesquisadores, considerando as equaes de Andreassen, indicam que para atingir melhor fluidez o valor q no deve exceder aproximadamente 0,3. Logo, usando-se valores de q prximos de 0,3 tem-se uma mistura que necessita de vibrao para melhorar seu adensamento, entretanto para valores de q menores que 0,25 a mistura torna-se autoadensvel. A reduo do valor de q acarreta no aumento da quantidade de finos, que influencia na interao entre as partculas, formando um lquido viscoso quando misturado com gua (VANDERLEI, 2004). Funk e Dinger (1993) constataram que a distribuio da quantidade de partculas de dimetros distintos nos modelos propostos por Furnas e Andreassen forma uma progresso geomtrica, e provaram que estes modelos convergem matematicamente para a equao apresentada a seguir.q q D p DS CPFT = Dq Dq S L

x100

(2.3)

em que :CPFT = porcentagem acumulada de partculas menores que Dp; Dp = dimetro da partcula; DS = dimetro da menor partcula; DL = dimetro da maior partcula; q = mdulo ou coeficiente de distribuio.

O modelo proposto por Funk e Dinger (1993), comumente conhecido como modelo de Alfred, um aperfeioamento dos modelos anteriores, que alm de introduzir o conceito do tamanho mnimo de partcula na equao de Andreasen (2.2), faz uma reviso matemtica do modelo de Furnas. Utilizando simulaes computacionais, Funk e Dinger (1993) mostraram a influncia do coeficiente q no empacotamento. Estes pesquisadores concluram que, se o valor q for 0,37 ou menor, ento 100% de empacotamento seria possvel para uma distribuio infinita, enquanto que para o valor de q acima de 0,37, existe sempre


porosidade. A tabela 2.1 contm as distribuies granulomtricas de partculas segundo o mtodo de Alfred. Estes valores foram calculados para partculas passantes em peneiras com dimetros entre 9,5 mm e 0,15 mm, que so considerados agregados midos.

Tabela 2.1 Distribuio granulomtrica obtida de acordo com o modelo de Alfred, com diferentes coeficientes de distribuio (q).Abertura da Malha (mm) 9,5 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 fundo CPFT 100,0 77,4 58,3 42,3 28,8 17,5 8,0 q = 0,25 % retida 22,6 19,0 16,0 13,5 11,3 9,5 8,0 % retida acumulada 22,6 41,7 57,7 71,2 82,5 92,0 100,0 CPFT 100,0 75,5 55,6 39,5 26,3 15,7 7,0 q = 0,30 % retida 24,5 19,9 16,2 13,1 10,7 8,7 7,0 % retida acumulada 24,5 44,4 60,5 73,7 84,3 93,0 100,0 CPFT 100,0 72,9 51,9 35,6 23,1 13,3 5,8 q = 0,35 % retida 27,1 21,0 16,2 12,6 9,7 7,5 5,8 % retida acumulada 27,1 48,1 64,4 76,9 86,7 94,2 100,0

Pfeiffenberger (apud MEDEIROS, DORNELLES e FRANCO, 1994)2 determinou curvas granulomtricas de agregados para produo de blocos em vibro-prensas. A curva granulomtrica apresentada na Tabela 2.2 foi adotada por Medeiros, Dornelles e Franco (1994) por conta de melhor adequar-se aos seus estudos. Tabela 2.2 Faixas granulomtricas propostas por Pfeiffenberger (apud Medeiros, Dornelles e Franco, 1994)Abertura da Malha (mm) 9,5 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 fundo % retida acumulada mnima 0 5 15 25 35 45 55 60 % retida acumulada mxima 0 15 35 55 75 95 100 100

Os dados das tabelas 2.1 e 2.2 foram plotados juntamente no grfico apresentado na figura 2.3. Pode-se observar que as curvas obtidas pelo modelo de Alfred esto2

Pfeiffenberger, L. E. Proper selection, sieving blending and proportioning aggregates for concrete block production. Part II, Besser Block, Alpena, p 4-7, Nov/Dec. 1985.


completamente inseridas no limites sugeridos por Pfeiffenberg, o que sugere que este pesquisador utilizou esse modelo como o ideal para a fabricao de blocos.

Figura 2.3. Curvas granulomtricas baseada no modelo de Alfred justapostas aos limites granulomtricos estabelecidos por Pfeiffenberg. Alm da distribuio granulomtrica, a morfologia dos agregados tambm um importante fator para promover melhores propriedades mecnicas ao concreto. Agregados no muito angulosos proporcionam melhor consistncia ao concreto, e relativa diminuio da gua de amassamento em relao aos agregados mais angulosos. De fato, quanto menos esfrica for a partcula, menor a densidade de empacotamento de uma distribuio que a contenha. Isso ocorre devido frico interparticular que surge pelo contato das superfcies irregulares das mesmas.

b. Cimento Portland O cimento Portland pode ser definido como um aglomerante hidrulico produzido pela moagem do clnquer obtido atravs da calcinao e clinquerizao da mistura de calcrio e argila. A qualidade final desse aglomerante depende da matria-prima utilizada, das adies posteriores calcinao e do grau de finura atingido na moagem. O cimento Portland composto essencialmente por silicatos, aluminatos e impurezas. Os silicatos presentes no cimento Portland so: silicato diclcico - C2S - e silicato


triclcico - C3S. Os aluminatos so: aluminato triclcico - C3A - e ferroaluminato tetraclcico C4AF. As chamadas impurezas do cimento Portland - sulfatos, lcalis, cal livre, slica no reativa, periclase, etc. - no so normalmente consideradas nas reaes de hidratao. O cimento Portland, quando misturado gua, adquire propriedades adesivas aglomerando areia e agregado grado na mistura do concreto. Isso acontece porque a reao qumica do cimento com a gua, comumente chamada de hidratao do cimento, gera produtos que possuem propriedades de pega e endurecimento. O processo de hidratao consiste na ocorrncia de reaes simultneas dos compostos anidros com a gua, pois o cimento Portland composto de uma mistura de vrios compostos. Entretanto, as velocidades de reao de cada um desses compostos so distintas. Os aluminatos se hidratam muito mais rapidamente do que os silicatos. As reaes de hidratao desses compostos determinam as propriedades da pasta de cimento, como o enrijecimento - perda de consistncia - e a pega incio do endurecimento. Os silicatos, que compe aproximadamente 75% do cimento Portland comum, tm um importante papel na determinao das propriedades de endurecimento - taxa de desenvolvimento da resistncia. (MEHTA e MONTEIRO, 1994). Melo (2000) comenta que durante a hidratao das fases puras, a hidratao dos silicatos resulta na formao, por um lado, de um silicato de clcio hidratado, que escrito na forma abreviada como C-S-H e, por outro lado, da portlandita, Ca(OH)2. O aluminato triclcico (C3A) na presena de gipsita (CaSO4.2H2O) produz o trissulfoaluminato de clcio hidratado (etringita primria AFt) e monossulfoaluminato de clcio hidratado (AFm), sendo que a formao de AFt e AFm depende da concentrao de aluminato e ons sultafo na soluo.


Para aplicao em tecnologia de concreto, interessante observar os aspectos fsicos tais como enrijecimento, pega, e endurecimento que so diferentes manifestaes na evoluo dos processos qumicos. Enrijecimento a perda de consistncia da pasta plstica de cimento, e est associado ao fenmeno de perda de abatimento no concreto. A perda gradual de gua livre no sistema devido a reaes iniciais de hidratao, adsorso fsica na superfcie dos produtos de hidratao de baixa cristalinidade, como etringita e o C-S-H, e a evaporao, causam o enrijecimento da pasta e, finalmente, a pega e o endurecimento (MEHTA e MONTEIRO, 1994). O termo pega implica na solidificao da pasta plstica de cimento, ou seja, a mudana do estado fluido para um estado rgido. O comeo da solidificao, chamado incio de pega representa o tempo com que a pasta se torna no trabalhvel. Aps este estgio, o lanamento, compactao e acabamento do concreto se tornam muito difceis. O fim de pega representa o fim do processo de solidificao da pasta. Durante a pega, a pasta de cimento Portland adquire uma determinada resistncia. Porm importante distinguir a pega do endurecimento. Na tecnologia do concreto, o endurecimento definido como o fenmeno de ganho de resistncia com o tempo. Durante o mesmo, ocorre o preenchimento progressivo dos espaos vazios na pasta com os produtos de hidratao, resultando no decrscimo da porosidade, da permeabilidade, e em um acrscimo da resistncia e durabilidade (MELO, 2000). Existem vrios tipos de cimento Portland produzidos no Brasil, diferentes entre si, principalmente em funo de sua composio. Dentre todos os tipos existentes, os cimentos de alta resistncia inicial (CPV ARI Plus e CPV ARI RS) so os mais empregados na produo de componentes pr-moldados de concreto, inclusive na fabricao de blocos.


Embora especificado pela ABNT em norma separada do cimento Portland comum, o cimento CP V de Alta Resistncia Inicial (ARI) na verdade um tipo particular desse, que tem a peculiaridade de atingir altas resistncias nos primeiros dias de aplicao. O desenvolvimento da alta resistncia inicial conseguido pela utilizao de uma dosagem diferente de calcrio e argila na produo do clnquer, que aumenta a quantidade de C3S em sua composio, bem como pela moagem mais fina do cimento, de modo que, ao reagir com a gua, ele adquira elevadas resistncias, com maior velocidade. O ganho mais rpido de resistncia permite uma reutilizao mais rpida dos moldes, o que propicia maior produtividade na indstria de pr-moldados. Existe a opo de se empregar o cimento Portland branco estrutural para os componentes em que o concreto permanece aparente, e cujo aspecto esttico imperativo. Este cimento pode ser aplicado em sua cor original ou combinado com pigmentos, garantindo a fidelidade da cor escolhida (Figura 2.4).

Figura 2.4. Exemplos de aplicao do cimento Portland branco. (i) Piso Solarium; (ii) Epopia Paulista, painel temtico de autoria da artista plstica Maria Bonomi; (iii) Ponte Irineu Bornhausen; (iv) Telhas residenciais. O processo de fabricao de cimento Portland branco semelhante ao do cimento Portland comum, porm requer controles tecnolgicos ainda mais rgidos em todos os estgios do processo, para evitar a contaminao do produto por xidos de ferro, mangans e titnio. O processo inclui a seleo do material cru, preparao da mistura crua,


queima/sinterizao do clnquer, branqueamento/resfriamento, e moagem sob condies precisas em todos os estgios para evitar possveis contaminaes e alteraes da cor. Entretanto, a diferena tecnolgica est na combinao de resfriamento e branqueamento, necessria para melhorar a brancura e promover homogeneidade da cor. Na composio qumica do cimento branco no deve haver C4AF, de modo que a pureza das fontes de Si-, Ca-, Al- essencial para a qualidade de sua produo. Para cimentos de alto grau de brancura, o calcrio, a argila caulintica e a areia quartzosa devem conter baixos teores de Fe2O3 e MnO, assim como teores controlados de outros compostos, tais como TiO2 SiO2 e Al2O3. A escolha do gesso para a moagem final do cimento tambm de grande importncia (SOBOLEV, 2001). No Brasil o cimento Portland branco regulamentado pela norma NBR12989:1993, sendo classificado em estrutural e no estrutural. O cimento Portland branco estrutural, que possui at 25% em massa de material carbonceo, enquanto o cimento Portland branco no estrutural possui entre 26% e 50% de material carbonceo em sua composio.

c. Aditivos e adies minerais Os aditivos so produtos que, adicionados mistura do concreto, modificam algumas de suas propriedades melhorando determinadas condies, por exemplo: trabalhabilidade, tempo de pega, incorporao de ar, fluidez, etc. Geralmente adiciona-se teor no maior do que 5% em relao massa de cimento durante a mistura ou durante a mistura complementar, antes do lanamento do concreto com finalidade de se obterem modificaes especficas, ou modificaes das propriedades normais do mesmo (NEVILLE, 1997). As finalidades para as quais os aditivos so geralmente empregados no concreto incluem melhora da trabalhabilidade, acelerao ou reduo do tempo de pega, controle do


desenvolvimento da resistncia, e melhora da resistncia fissurao trmica, ao do gelo, expanso lcali-agregado e a solues cidas e sulfatadas (METHA e MONTEIRO, 1994). As adies minerais so materiais incorporados na composio do concreto que contribuem na melhoria de diversas propriedades deste material. As adies possuem propriedades fsicas e qumicas que proporcionam efeitos benficos sobre as propriedades do concreto, tais como a densidade, permeabilidade, capilaridade, exsudao e tendncia fissurao, contribuindo assim para a resistncia do concreto. Muitas das adies minerais possuem em sua composio alguma forma de slica amorfa que, na presena de gua, pode combinar com a cal proveniente das reaes de hidratao, formando silicato de clcio hidratado, C-S-H, principal constituinte da pasta resistente e constituinte do concreto endurecido. Como exemplo de adies minerais mais importantes, pode-se citar pozolanas como a slica ativa, cinza volante e cinza de casca de arroz, metacaulinita, entre outras. A contribuio dessas adies para o concreto promover a reduo da permeabilidade, desconexo dos poros, proporcionada pela reao pozolnica e pelo efeito filer. Outras vantagens observadas na utilizao dessas adies so: obteno de resistncias mais elevadas; possibilidade de diminuio das dosagens de aglomerantes; e melhora significativa da durabilidade, desde que viabilizada a cura adequada. Dentre as adies minerais existentes, cabe destacar a utilizao da slica ativa na melhoria das propriedades do concreto. A slica ativa - SiO2 - um produto mineral extrado da fabricao de silcio ou de ligas de ferro-silcio a partir de quartzo de elevada pureza e carvo em forno eltrico de eletrodos de arco submerso. Suas partculas possuem forma esfrica e tm dimenso menor que 0,1m. A slica ativa, quando incorporada aos concretos e argamassas, confere-lhes alta resistncia, baixa permeabilidade, e, por conseqncia, maior durabilidade. Isto ocorre por conseqncia da reao pozolnica, que consome o Ca(OH)2


produzido na hidratao do cimento Portland, produzindo C-S-H. Outros benefcios do uso da slica ativa so a reduo da exsudao e a melhoria da coeso da mistura. Podem-se fazer uso de outras adies, tais como a metacaulinita, que um produto derivado da calcinao de argilas caulinticas que tambm podem ser utilizada como fler no concreto. A metacaulinita constituda principalmente por compostos base de slica (SiO2) e alumina (Al2O3) na fase amorfa (LACERDA, 2005), proporcionando reatividade com o hidrxido de clcio presente no concreto.

d. Pigmentos A adio de pigmentos possibilitou uma expanso mercadolgica da alvenaria de blocos de concreto, por atender projetos que primam pela esttica arquitetnica. A colorao integral do concreto, seja dosado em central, pr-moldado, na forma de argamassas ou blocos, transforma a aparncia fria e montona natural do concreto em tons alegres, harmoniosos e agradveis. Os pigmentos oferecem aos arquitetos uma instigante ferramenta de cores para ser usada no projeto de edificaes e na sua interao com o ambiente (Figura 2.5).

Figura 2.5. Alvenaria de blocos de concreto coloridos.(fonte: http://www.daviscolors.com/structures/block/masonrypict.jpeg).


Os pigmentos para a aplicao em produtos base de cimento ou outros materiais cimentantes, tais como a cal e o gesso, devem ser completamente estveis em relao aos lcalis, eficientes e resistentes s intempries. Devem ser tambm relativamente baratos, contudo ter um alto poder de colorao para proporcionar um rendimento satisfatrio. Uma das principais classes de colorantes, os pigmentos base de xido de ferro, contempla todos estes critrios citados. Pigmentos de xido de ferro podem ser distinguidos em duas subcategorias, os naturais e os sintticos. Os xidos de ferro naturais, como o nome indica, so as hematitas (vermelho), limonitas (amarelos), e magnetitas (pretos). Seus teores de xido de ferro so relativamente baixos, enquanto que o material restante em sua composio inerte e sem valor de colorao. Os xidos de ferro naturais, algumas vezes remetem a cores minerais, sendo assim designados tais como mbar, siena e ocre. Estes xidos de ferro naturais esto sendo substitudos pelos novos xidos sintticos, que oferecem maior grau de pureza na sua composio, uniformidade mais consistente, grande diversidade de tons, e capacidade maior de colorao. Apesar de serem mais caros, suas propriedades proporcionam maior economia no produto final. Os xidos de ferro sintticos amarelos oferecem nuances do creme at o amarelo. Estes so produzidos por meio de processos de reduo orgnica (KELLER, 1987). Estes xidos tm formato alongado, o que pode aumentar o imbricamento entre as partculas do concreto, e por conseqncia aumentar o consumo de gua da mistura. Os pigmentos sintticos pretos podem gerar tons desde o cinza claro at tonalidades como o carvo. A fabricao do xido de ferro preto pode ser obtida por processos anlogos aos utilizados para a fabricao do xido de ferro amarelo. Este pigmento tambm pode ser obtid

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