Tecnologias construtivas inovadoras

Editores

Aline da Silva Ramos BarbozaHolmer Savastano

HABITARE Programa de Tecnologia de HabitaçãoVolume 8

Tecnologias construtivas inovadorase gestão da cadeia produtiva

A série Coletânea Habitare é um dos canais de

disseminação do conhecimento produzido com apoio do

Programa de Tecnologia de Habitação (Programa

Habitare), da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP).

Desde 1994 o Programa Habitare direciona recursos para

o desenvolvimento de pesquisas sobre o ambiente

construído, com ênfase nos estudos sobre a habitação de

interesse social.

A Coletânea Habitare reúne artigos em livros temáticos. As

edições estão organizadas em trabalhos de autoria dos

coordenadores das pesquisas e de seus colaboradores.

Inserção urbana e avaliação pós-ocupação; inovação e

gestão da qualidade e produtividade; normalização e

certificação; utilização de resíduos na construção;

procedimentos de gestão habitacional; inovação

tecnológica na habitação, assim como construção e meio

ambiente são temas já abordados.

Esta oitava edição traz estudos relacionados a tecnologias

construtivas inovadoras e à gestão da cadeia produtiva da

construção civil. Assim como os demais volumes da

Coletânea, e de outras séries publicadas com apoio do

Programa Habitare, está disponível para download

gratuito no portal www.habitare.org.br.

Grupo Coordenador do Programa de Tecnologia de

Habitação - Habitare

Tecnologias construtivas inovadoras e gestão da cadeia produtiva

Coletânea HABITARE

Volume 8

EditoresAline da Silva Ramos Barboza

Holmer Savastano

2009Porto Alegre

Catalogação na Publicação (CIP).Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC).

T255

Tecnologias construtivas inovadoras e gestão da cadeia produtiva / Aline da Silva Ramos Barboza; Holmer Savastano (Ed.) — Porto Alegre : ANTAC, 2009. — (Coletânea Habitare, 8)

240 p.

ISBN 978-85-89478-28-1

1. Cadeia produtiva 2. Tecnologias construtivas 3. Construção civil. I. Barboza, Aline da Silva Ramos II. Savastano, Holmer III. Série. CDU: 69.658

© 2009, Coletânea HABITAREAssociação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – ANTACAv. Osvaldo Aranha, 99 – 3° andar – CentroCEP 90035-190 – Porto Alegre – RSTelefone (51) 3308-4084 – Fax (51) 3308-4054

Financiadora de Estudos e Projetos – FINEPPresidenteLuis Manuel Rebelo FernandesDiretoria de InovaçãoEduardo Moreira da CostaDiretoria de Administração e FinançasFernando de Nielander RibeiroDiretoria de Desenvolvimento Científico e TecnológicoEugenius KaszkurewiczÁrea de Tecnologias para o Desenvolvimento Social – ATDSMarco Augusto Salles Teles

Grupo Coordenador Programa HABITAREFinanciadora de Estudos e Projetos – FINEPCaixa Econômica Federal – CAIXAConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPqMinistério da Ciência e Tecnologia – MCTMinistério das CidadesAssociação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – ANTACServiço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas – SEBRAEComitê Brasileiro da Construção Civil da Associação Brasileira de Normas Técnicas – COBRACON/ABNTCâmara Brasileira da Indústria da Construção – CBICAssociação Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em Planejamento Urbano e Regional – ANPUR

Apoio financeiroFinanciadora de Estudos e Projetos – FINEPCaixa Econômica Federal – CAIXA

Apoio institucionalUniversidade Federal de Alagoas – UFALUniversidade de São Paulo – USP

Editores da Coletânea HABITARERoberto Lamberts – UFSCCarlos Sartor – FINEP

Equipe Programa HABITAREAna Maria de SouzaAngela Mazzini Silva

Editores do Volume 8Aline da Silva Ramos Barboza Holmer Savastano

Autores do Volume 8 (em ordem alfabética)Alexandre Lima de Oliveira, Aline da Silva Ramos Barboza, Angela Borges Masuero, Antonio Eduardo Bezerra Cabral, Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Douglas Queiroz Brandão, Holmer Savastano, Humberto Ramos Roman, Jefferson Sidney Camacho, João Luiz Calmon Nogueira da Gama, José Mario Doleys Soares, Juliana Machado Casali, Leslie Maria Finger Roman, Luiz Roberto Prudêncio Júnior, Márcia Dacache Felício, Marcus Daniel Friederich dos Santos, Margaret Souza Schmidt Jobim, Markus Moratti, Mônica Batista Leite Lima, Patricia Lovato, Regina Helena Ferreira de Souza, Washington Almeida Moura e Wilson Conciani.

Texto da capaArley Reis

RevisãoGiovanni Secco Isabel Maria Barreiros Luclktenberg

Projeto gráficoRegina Álvares

Editoração eletrônicaAmanda Vivan

Imagem da capaWorkers under hot weather (123RF: Stock Photo -909397)

Fotolitos, impressão e distribuiçãoCOAN – Indústria Gráficawww.coan.com.br

ESTE LIVRO É DE DISTRIBUIÇÃO GRATUITA

Sumário

Introdução ___________________________________________________________ 4Aline da Silva Ramos Barboza e Holmer Savastano

1 Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção ________________________ 8Leslie Maria Finger Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman

2 Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS _______________________________________ 26Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra Cabral

3 Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos _________________________________ 60 José Mario Doleys Soares e Marcus Daniel Friederich dos Santos

4 Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas ______________________________________ 90 Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti

5 Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social _______________128 Juliana Machado Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Prudêncio Júnior

6 Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas ______________154 Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício

7 Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações ______________________________184 Wilson Conciani e Douglas Queiroz Brandão

8 Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes ________228

4

Coletânea Habitare - vol. 8 - Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Introdução

Com cerca de 33 anos de atuação na área de habitação, a Financiadora de

Estudos e Projetos (FINEP) contempla diferentes aspectos do desenvol-

vimento urbano e, como consequência, do desenvolvimento social. Tais

desenvolvimentos, realizados no âmbito do Programa Habitare, se embasam em es-

tudos de novos materiais, sistemas construtivos e mecanismos de inovação voltados

ao setor da construção civil. O resultado desses estudos, apresentados numa coletâ-

nea, caracteriza o ambiente de necessidades a cada época e os esforços conjuntos da

academia junto ao setor produtivo para a minimização daquelas necessidades.

É fato que cada projeto sintetiza uma gama de ações que por si só represen-

tam um avanço para o desenvolvimento tecnológico do setor da construção civil e

particularmente para o tema habitação. Uma vez agregados na forma de coletânea,

são capazes de estabelecer paradigmas temáticos que servem como referência para

ações futuras integradas, que envolvem materiais, sistemas construtivos e gestão.

Nesta coletânea, o objetivo maior do Programa Habitare, contribuir para o

atendimento das necessidades habitacionais do país, apresenta-se concentrado em

duas temáticas: a) desenvolver tecnologias construtivas inovadoras e de gestão da

cadeia produtiva; e b) apresentar procedimentos inovadores em gestão do ambiente

Introdução

5

Aline da Silva Ramos Barboza e Holmer Savastano

6

Coletânea Habitare - vol. 8 - Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

construído. Entendendo-se inovação na sua forma mais ampla, introdução de no-

vidade ou aperfeiçoamento no ambiente produtivo ou social que resulte em novos

produtos, processos ou serviços, os projetos aqui apresentados apontam para mu-

danças tecnológicas, organizacionais, econômicas e culturais a serem implantadas

para a melhoria da qualidade da habitação.

No capítulo 1, o trabalho intitulado “Mecanismos de inovação da gestão de

produção de materiais e serviços da indústria da construção” (Leslie Maria Finger

Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman) tem como ob-

jetivo principal o desenvolvimento de mecanismos para a difusão do conhecimento

para a modernização de produtores de insumos, pela implantação de sistemas da

qualidade e pela qualificação de mão de obra.

No capítulo 2, o trabalho intitulado “Componentes com agregado recicla-

do para habitação de interesse social – COMHABIS” (Denise Carpena Coitinho

Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra

Cabral) foi desenvolvido com o objetivo de propor um parâmetro de controle da

variabilidade dos agregados reciclados, bem como comparar a classificação pela

composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos.

No capítulo 3, o trabalho intitulado “Aprimoramento tecnológico de habita-

ções populares construídas com materiais alternativos” ( José Mario Doleys Soares

e Marcus Daniel Friederich dos Santos) traz contribuições para o aprimoramento

de um sistema construtivo, desenvolvido pela Prefeitura Municipal de Santa Cruz

do Sul, RS, constituído por placas e painéis pré-moldados. Tais elementos cons-

trutivos utilizam na mistura resíduo de borracha proveniente de recauchutagem

de pneus. Além do aspecto ambiental, pela destinação de um resíduo, o sistema

apresenta um enfoque social, pelo emprego de mão de obra carcerária na produção

dos componentes.

No capítulo 4, o trabalho intitulado “Resíduos de serragem de rochas orna-

mentais para produção de peças pré-moldadas” (Washington Almeida Moura, Mô-

nica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti)

Introdução

7

tem como objetivo principal estudar a viabilidade técnica da utilização de resíduos

de serragem de rochas ornamentais (RSRO) para a produção de blocos de vedação

de argamassa, blocos estruturais de concreto e pisos intertravados de concreto para

pavimentação. Tais elementos foram escolhidos por serem comumente usados em

obras de infraestrutura e habitação de interesse social.

O capítulo 5 intitula-se “Desenvolvimento de sistema alternativo de cons-

trução em alvenaria estrutural para habitação de interesse social” ( Juliana Machado

Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Pru-

dêncio Júnior). O projeto foi idealizado com o objetivo de desenvolver um processo

construtivo alternativo de alvenaria estrutural estanque de blocos de concreto com

o propósito de reduzir o custo dos edifícios de alvenaria estrutural para habitações

de interesse social. Dessa forma, buscou-se a viabilização de sua aquisição por boa

parte da população brasileira, bem como o crescimento da produção de blocos de

concreto e da construção civil em geral, com a geração de novos empregos e o aque-

cimento da economia do país.

No capítulo 6, o trabalho intitulado “Avaliação do desempenho de revesti-

mentos de fachadas (Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício)

estuda o desempenho, ao longo do tempo, dos revestimentos de concreto aparente

e de alvenaria normalmente utilizados nas fachadas prediais e procura compreender

os mecanismos de degradação que ocorrem nesses sistemas.

No capítulo 7, o trabalho intitulado “Estudo do espaço e dos componen-

tes para moradias de interesse social: o caso das fundações” (Wilson Conciani e

Douglas Queiroz Brandão) apresenta uma discussão das práticas de fundações que

são aplicadas rotineiramente nas obras para habitação de interesse social na região

Centro-Oeste e no Brasil.

O úlltimo capítulo apresenta informações sobre os projetos Habitare referen-

tes à chamada pública de 2003 (linha 1) e que foram selecionados para esta oitava

coletânea. São informações sobre as instituições executoras e parceiras, coordena-

ção e equipe técnica dos projetos.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

881.Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Leslie Maria Finger Roman é engenheira civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul e mestre em Recursos Hídricos e Saneamento

Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1986). Atualmente é diretora técnica do Gestão e Habitação – Assessoria e Avaliação da Qualidade

Ltda. É consultora e auditora da área de sistemas de gestão da qualidade

Margaret Souza Schmidt Jobim possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Maria (1976), especialização em Projeto e

Desenvolvimento de Empreendimentos Imobiliários pela Universidade Federal de Santa Maria (1988) e mestrado em engenharia civil pela Universidade

Federal do Rio Grande do Sul (1996). Atualmente é professora da Universidade Federal de Santa Maria. Atua principalmente nos seguintes temas:

gerenciamento, construção civil e satisfação do cliente.

Humberto Ramos Roman é engenheiro civil (1980), mestre (1983) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul e doutor (1990) pela University

of Sheffield, Inglaterra. Membro da British Masonry Society desde 1993, do International Council for Building Research Studies desde 1997 e da American

Society of Civil Engineering desde 2005. É professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina desde 1992. Atua

nas áreas de alvenaria estrutural e processos construtivos.

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

9

1.Mecanismos de inovação da gestão

de produção de materiais e serviços da indústria da construção

Leslie Maria Finger Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman

1 Introdução

O projeto Mecanismos de Inovação da Gestão de Produção de Materiais

e Serviços da Indústria da Construção (Gesthab) é desenvolvido em

rede entre pesquisadores das seguintes instituições de ensino e pesquisa:

Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Universidade Federal de Santa

Maria (UFSM), Universidade Federal da Bahia (UFBA), Universidade de Fortaleza

(UNIFOR), Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), Centro Federal de Educação

Tecnológica da Bahia (CEFET-BA), Centro Federal de Educação Tecnológica de

Minas Gerais (CEFET-MG) e Centro Federal de Educação Tecnológica da Paraíba

(CEFET-PB).

O trabalho teve origem a partir da demanda das empresas do estado de Santa

Catarina para a adaptação ao Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do

Habitat (PBQP-H) e da atuação de um grupo de pesquisa da UFSC em programas de

implantação da qualidade, programas esses especialmente elaborados para atender

a tal demanda. Considerando a sinergia de objetivos e de interesses, integraram-se

esses programas ao projeto desenvolvido pela UFSM, cujo resultado foi a proposi-


10

ção de um sistema de avaliação e seleção de fornecedores de materiais e componen-

tes dentro das cadeias produtivas da construção.

Os conceitos mais recentes da economia industrial enfatizam que a indústria

da construção não pode mais ser analisada como atividade fim isolada. Portanto,

a análise da cadeia de fornecedores deve ter sua importância reconhecida, pois os

relacionamentos entre os diversos agentes impactam diretamente nos prazos, nos

custos e, em especial, na qualidade das obras.

O Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat possui

uma ação para a melhoria dos materiais e componentes da cesta básica, através dos

chamados Programas Setoriais da Qualidade (PSQs), que visa à adequação dos fabri-

cantes às normas técnicas vigentes, com indicadores de conformidade técnica. Por

outro lado, há uma preocupação crescente em criar e atualizar as normas técnicas

no país, para a melhoria dos materiais e componentes. Entretanto, são desconhe-

cidos os patamares de desenvolvimento tecnológico e gerencial dos fabricantes e

inexistem cadastros uniformes destes.

Este trabalho enfatiza a necessidade de critérios para a avaliação dos fabri-

cantes no que tange a aspectos ambientais, mercadológicos, sociais e legais, além

dos aspectos técnicos, e considera, ainda, a importância de divulgar os diferentes

níveis de qualificação dos fabricantes ao cliente de baixa renda, que desconhece as

características dos produtos adquiridos.

Entre os resultados do projeto, podem ser destacados os seguintes:

a) diagnóstico de produtores da cesta básica PBQP-H em todos os locais

da rede;

b) cadastro de produtores;

c) definição de metodologias de transferência de tecnologias e programas

da qualidade;

d) avaliação da adequação das normas;

e) cartilha para auxílio de população de baixa renda;

f) metodologia para capacitação de empreiteiras e de mão de obra;


11

g) homepage com os principais resultados e todos os relatórios produzidos

para consulta aberta (www.gesthab.ufsc.br);

h) desenvolvimento de técnicas de aprendizagem de operários;

i) manuais de fluxogramas de redes operacionais de serviços;

j) elaboração de manuais para aplicadores;

k) manuais para empresas;

l) sistemas de monitoramento da qualidade dos produtos;

m) consolidação da rede de pesquisa como agente de difusão do conhecimento; e

n) qualificação de empresas.

2 Descrição geral dos trabalhos desenvolvidos

2.1 Objetivo

O objetivo principal do projeto é o desenvolvimento de mecanismos para

a difusão do conhecimento para modernização de produtores de insumos, pela

implantação de sistemas da qualidade e qualificação de mão de obra.

2.2 Aspectos metodológicos

Do ponto de vista metodológico, o trabalho foi subdividido nas seguintes etapas:

I. Workshop da rede – encontro dos pesquisadores da rede para discutir o

cronograma do projeto, as dificuldades encontradas e as ações, os ajustes e

os esclarecimentos necessários.

II. Elaboração do cadastro de produtores da cesta básica do PBQP-H.

Para a realização do cadastro, os seguintes passos foram seguidos:

a) reunião com diretoria do Sindicato da Indústria da Construção (Sinduscon)

de cada região da rede, com o objetivo de expor o projeto, e solicitar parceria

e a listagem completa e atualizada das empresas construtoras associadas;


12

b) entrevista com o responsável pelas compras ou diretor das empresas da

amostra, com o objetivo de levantar, por meio de entrevista, os principais

fornecedores (fabricantes, extratores, distribuidores e vendedores) dos

materiais e componentes da cesta básica do PBQP-H utilizados nas obras da

amostra; e

c) listagem de todos os fornecedores citados pelas empresas, com o objetivo

de identificar os fabricantes dos materiais e componentes comercializados.

III. Elaboração do diagnóstico de produtores da cesta básica do

PBQP-H (das empresas nas regiões participantes das redes).

Esta etapa do trabalho constou dos seguintes passos:

a) visita às indústrias cadastradas para avaliação do seu desenvolvimento,

com o objetivo de coletar os dados necessários para compor o cadastro e

para o estabelecimento de indicadores de desempenho dos fabricantes;

b) elaboração dos relatórios com os indicadores e análise dos fabricantes dos

materiais e componentes para divulgação, com o objetivo de analisar o

estágio de desenvolvimento das indústrias no que diz respeito às questões

técnicas, ambientais, mercadológicas e sociais e legais, sugerir oportunidades

de melhorias para as indústrias estudadas e estabelecer critérios para a

seleção e avaliação de fabricantes, por parte dos compradores; e

c) elaboração de programas de qualificação de empresas.

Foram elaborados programas de qualificação para os seguintes setores:

• fábricas de cerâmica vermelha;

• fábricas de argamassa intermediária;

• fábricas de lajes pré-moldadas;

• empresas de mármores e granitos;

• empreiteiras;

• escritórios de projetos; e

• Biblioteca Online Sebrae.

IV. Aplicação dos programas em grupos de empresas.


13

2.3 Desenvolvimento dos trabalhos

A partir do workshop da rede, foram definidos os materiais e componentes

da cesta básica do PBQP-H que seriam estudados. O número inicial (31) foi re-

duzido a partir da análise das estruturas de mercado e composição das cadeias

de suprimentos. Os materiais e componentes definidos para este projeto foram:

blocos cerâmicos, telhas cerâmicas, blocos de concreto, concreto usinado, areia,

brita, janelas/portas de madeira, janelas/portas de alumínio, argamassa indus-

trializada, lajes pré-moldadas, cerâmica para piso e cerâmica para parede. Esses

materiais e componentes não foram estudados, obrigatoriamente, em todos os

locais da rede. Entretanto, outros materiais que não compõem a cesta básica

do PBQP-H foram incluídos neste estudo, pois houve interesse por parte dos

fabricantes locais.

Após o referido workshop, a troca de informações ocorreu pela internet ou

presencialmente durante eventos como o ENTAC 2006 e o SIBRAGEC 2006.

Nesses casos, entretanto, não houve a participação da totalidade dos integrantes

da rede.

Para a elaboração do cadastro de produtores da cesta básica do PBQP-H,

foram realizadas reuniões com as diretorias dos Sinduscons nas regiões da rede

e elaborada a lista das construtoras associadas a eles. As construtoras foram con-

tatadas e foram pesquisados os materiais de construção utilizados por elas, as-

sim como a forma de aquisição: direto com o fabricante, dos representantes ou

em lojas.

Os materiais pesquisados constituem a cesta básica do PBQP-H e são os

seguintes: blocos cerâmicos, telhas cerâmicas, areia, brita para concreto, cimento

Portland, argamassa industrializada, cal hidratada, cerâmica esmaltada para revesti-

mento de piso, cerâmica esmaltada para revestimento de parede, chapas de compen-

sado para fôrmas, portas de madeira, janelas de madeira, portas de alumínio, janelas

de alumínio, portas de aço, janelas de aço, janelas de PVC, blocos de concreto,

lajes pré-moldadas, concreto usinado, aço para armaduras de concreto, fios e cabos

elétricos, interruptores, tomadas, disjuntores, tubos e conexões de PVC, louças sa-

nitárias, metais sanitários, tintas PVA, tintas acrílicas e vidros.


14

Essa atividade permitiu a geração de relatório identificando os materiais mais

e os menos utilizados e o meio mais comum de aquisição em cada região da rede.

A Tabela 1 mostra, em ordem decrescente, os cinco materiais menos utilizados em

cada região.

Como regra geral, cada ponto da rede optou por trabalhar com os materiais

listados com maior frequência pelas construtoras locais. A Tabela 2 mostra a relação

dos materiais pesquisados em cada ponto da rede.

Tabela 1 – Materiais menos utilizados em cada região (em ordem decrescente)

Bahia Ceará Minas Gerais Paraíba Rio Grande do Sul

Santa Catarina

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de madeira

Janelas de aço

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de aço

Portas de aço

Janelas de açoTelhas cerâmicas

Janelas de aço

Janelas de aço

Telhas cerâmicas

Telhas cerâmicas

Telhas cerâmicas

Lajes pré-moldadas

Telhas cerâmicas

Argamassa industrializada

Cal hidratada

Cal hidratada

Chapas de compensado para fôrmas

Blocos de concreto

Blocos de concreto

Cal hidratada

Bahia Ceará Minas Gerais Paraíba Rio Grande do Sul

Santa Catarina

AreiaBloco cerâmico

AreiaArgamassa industrializada

Areia Bloco cerâmico

Bloco Cerâmico

Concreto usinado

Bloco cerâmico

BritaArgamassa industrializada

Bloco de concreto

Bloco de concreto

Telhas cerâmicas

Bloco de concreto

Cerâmica de revestimento

Bloco cerâmico

Esquadrias de alumínio

Brita Tintas imobiliárias

BritaCerâmica vermelha

BritaEsquadrias de madeira

Concreto usinado

Concreto usinado

Cimento Portland

Concreto usinado

Lajes pré-moldadas

Lajes pré-moldadas

Concreto usinado

Esquadrias de madeira

Telhas cerâmicas

VidrosEsquadrias metálicas

Telha cerâmica

Tabela 2 – Materiais pesquisados em cada ponto da rede


15

3 Principais resultados

3.1 Cadastro de fornecedores

O principal objetivo dessa etapa do projeto de pesquisa foi a identificação

dos principais fabricantes dos materiais e componentes da cesta básica do PBQP-H,

com vistas ao estabelecimento de indicadores de desempenho que possam auxiliar

na seleção e avaliação de fornecedores por parte das empresas construtoras.

Considerando-se que a construção civil tende a se tornar uma indústria mon-

tadora, é de extrema importância o relacionamento entre as empresas, formando

parcerias na negociação e na troca de informações sobre os fabricantes, e entre

empresas e fabricantes, visando compartilhar responsabilidades e, consequente-

mente, melhorias no produto final.

Nesse levantamento, obteve-se a relação dos materiais mais consumidos, os

principais fornecedores de cada região ou estado e onde as construtoras normal-

mente compram cada um dos produtos pesquisados. Um exemplo de resultados é

mostrado na Figura 1. Nessa figura, pode-se ver onde são compradas as esquadrias

de madeira na região de Santa Maria, no Rio Grande do Sul.

100%

80%

60%

40%

20%

0%

100%

27,78%

16,67%

Esquadrias de madeira

Com

pra

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Com

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strib

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toriz

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toriz

ado

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lcão

Janelas de madeiraPortas de madeira

55,56%

Figura 1 – Exemplo de resultado obtido durante o processo de cadastro dos fornecedores


16

Um elevado número de empresas construtoras possui quadro de fornece-

dores muito restrito e critérios de escolha fundamentados em preços atrativos e

possibilidade de permuta do produto por unidade habitacional. Algumas vezes, a

definição do quadro de fornecedores é pautada na tradição e nas relações de pa-

rentesco e de amizade. Essa situação reflete uma característica de parte do cenário

industrial brasileiro, em que as mudanças são de difícil assimilação pela alta direção

das empresas e o novo parece não ser tão confiável quanto o velho, mesmo quando

este não satisfaz os critérios de qualidade estabelecidos pela empresa.

Vale ressaltar que alguns materiais são negociados para a obra completa,

como é o caso do concreto, dos blocos cerâmicos e do aço. Nesses casos, dificil-

mente a empresa muda de fornecedor ou realiza novas cotações de preços, mesmo

quando o produto recebido não atende aos requisitos estabelecidos.

O quadro de fornecedores pode ser, algumas vezes, restringido por inexis-

tência de opções no mercado, como é caso de materiais que têm um único forne-

cedor disponível ou aqueles que se caracterizam pela falta de opção do mercado.

Constata-se, ainda, que alguns materiais são adquiridos juntamente com o serviço

de aplicação ou instalação (sistema), não tendo a construtora, nesse caso, plena au-

tonomia no processo de seleção do material.

Em relação à forma de aquisição, a maioria dos materiais e dos componen-

tes é adquirida diretamente da fábrica, exceto em situações emergenciais, em que

a escolha recai sobre as lojas. Os materiais elétricos e os tubos e conexões de PVC

são comprados, via de regra, nas lojas de materiais de construção ou especializadas

nesses materiais. Os demais materiais hidrossanitários e as tintas imobiliárias têm

sua forma de aquisição dividida entre as lojas e/ou diretamente do fabricante.

Em Santa Catarina, observa-se preferência acentuada pelos materiais produ-

zidos no estado, especialmente nos setores de cerâmica vermelha e de revestimento,

artefatos de concreto e materiais naturais. Em setores em que o parque catarinense

não é expressivo, a escolha recai para as empresas consolidadas no cenário nacional,

como o caso, por exemplo, da argamassa industrializada, do cimento e dos mate-


17

riais elétricos, entre outros. A exceção ocorre no setor de tintas imobiliárias, em que

o mercado estadual disputa mercado com as grandes empresas nacionais.

3.2 Qualificação de empresas

Após o desenvolvimento dos programas de qualificação, eles foram aplicados

em vários tipos de empresas do estado de Santa Catarina. O número de empresas

qualificadas por setor foi o seguinte:

a) fabricantes de lajes pré-moldadas – 7;

b) marmorarias – 9;

c) fabricantes de argamassa branca – 13;

d) fabricantes de cerâmica vermelha – 40;

e) empresas de projeto – 9; e

f) empreiteiras – 9.

Mostram-se abaixo alguns exemplos dos resultados obtidos em fábricas de

argamassa branca intermediária com a aplicação do programa de qualificação de-

senvolvido para o setor. As Figuras 2 e 3 mostram aspectos de uma das empresas

antes da implantação. É possível observar a falta de cuidados com o processo pro-

dutivo e com o armazenamento dos materiais.

(a) (b)

Figura 2 – Estado inicial do canteiro da empresa – materiais e equipamentos: a) falta de cuidado nas instalações; b) armazenagem inadequada da areia


18

Figura 3 – Armazenagem da cal sem controle

As Figuras 4 e 5 mostram as mudanças realizadas nas empresas de arga-

massa após a intervenção. Pode-se notar na Figura 4 que a cal e a areia passaram a

ser adequadamente armazenadas em locais cobertos, protegidos das intempéries e

segundo normas para empilhamento dos bags de cal.

A preocupação com a rastreabilidade também foi introduzida na cultura da

empresa, desde a chegada da matéria-prima até a entrega no cliente. Pequenos la-

boratórios foram adaptados nas empresas, permitindo o controle da qualidade dos

insumos, das fases do processo e da argamassa produzida. Na Figura 5, pode ser

visto um aspecto geral de um dos laboratórios. Os dados coletados nos ensaios

passaram a ser periodicamente analisados por meio de gráficos de controle, como

mostra a Figura 6.

(a) (b)

Figura 4 – Armazenagem dos materiais após a implantação do programa: a) cal em bags e protegida; b) areia em baias protegidas


19

a) b)

Figura 5 – Laboratório de controle tecnológico instalado em empresa produtora de argamassa: a) flow table; b) ensaio de umidade da areia

121110

987654

Teor

de

cal h

idra

tada

%

Número do lote

Controle - Teor de cal hidratada na argamassa(fevereiro de 2005)

450 460 470 480 490 500

Controle - Teor de areia na argamassa(fevereiro de 2005)

100

90

80

450 460 470 480 490 500

Número do lote

Teor

de

arei

a %

4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 fundo

% r

etid

a ac

umul

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Abertura das peneiras (mm)

Comparação granulometriaepecificação/mês

10080604020

0

Zona SuperiorZona Inferior

12

Controle - Teor de areia na argamassa(fevereiro de 2005)

100

90

80

450 460 470 480 490 500

Número do lote

Teor

de

arei

a %

Figura 6 – Exemplos de resultados do controle tecnológico após a implantação do programa


20

4 Outros produtos obtidos a partir do projeto

Em razão da demanda e da ampla divulgação do projeto Gesthab, algumas

metas não previstas foram realizadas. Essas ações resultaram na formulação e im-

plantação, em um caso, de programas para selos de qualidade. A formatação desses

programas está descrita abaixo.

4.1 Programa de selo da qualidade para argamassa branca intermediária

Algumas empresas produtoras de argamassa branca intermediária, perten-

centes à Associação Brasileira de Produtores de Argamassa Branca Intermediária

(ABPABI), solicitaram a criação de um programa para a definição de requisitos que

pudessem definir a qualidade mínima desejável para o processo produtivo e para a

argamassa produzida nas empresas. O objetivo principal foi fortalecer a imagem do

setor entre as construtoras, separando as produtoras de materiais de qualidade da-

quelas que produzem sem controle tecnológico. Os produtos que são aprovados em

ensaios periódicos, realizados por laboratórios confiáveis, e cujo processo é aprovado

em auditora semestral, conduzida conforme definido no programa, recebem um selo

da qualidade, que pode ser usado como diferencial mercadológico. Somente podem

participar do programa empresas que atendam a todos os seguintes requisitos:

a) ser empresa legalmente constituída;

b) ter responsável técnico inscrito no CREA;

c) realizar controle ambiental; e

d) não fazer uso de trabalho infantil.

Atualmente, sete empresas do estado de Santa Catarina estão no programa

de qualidade.

4.2 Desenvolvimento de “Selo Ético”

O programa para implantação de selo ético originou-se a partir de demanda

do Sinduscon/Florianópolis e da empresa Habitasul. A idéia principal é fornecer


21

o selo para obras que evidenciem a aplicação de práticas corretas no âmbito so-

cial, cultural, ambiental, técnico e legal, na fase de planejamento, elaboração dos

projetos e durante o desenvolvimento e a execução das obras. Busca-se, com isso,

contribuir no processo de construção de uma sociedade sustentável. Os principais

objetivos são:

a) incentivar a gestão ética;

b) premiar ações que contribuam para o desenvolvimento social, a proteção

ao meio ambiente, e o respeito às leis, às normas e aos regulamentos técnicos;

c) organizar e divulgar a qualidade do mercado da construção civil;

d) integrar a obra na sociedade (abrir o canteiro da obra para os alunos, para

a comunidade e para os próprios colaboradores da obra), contribuindo

para a construção do saber;

e) promover a capacitação dos profissionais envolvidos com a obra,

possibilitando maior reconhecimento e credibilidade da empresa empreen-

dedora junto a seus clientes e à sociedade;

f) auxiliar na fiscalização de empreendimentos ilegais; e

g) proporcionar ao estudante a oportunidade para sua formação ética dentro

do mercado de trabalho.

5 Plano de disseminação e transferência

O projeto Gesthab tem como potenciais clientes os pequenos produtores de

insumos para a construção e as pequenas construtoras e empreiteiras.

Os principais méritos da metodologia utilizada no projeto desenvolvido são:

a) realiza primeiro o diagnóstico da empresa, identificando gargalos e

propondo soluções;

b) somente após o diagnóstico, propõe, se for o caso, a elaboração da

documentação para implantar sistema de gestão da qualidade na empresa;


22

c) prevê o atendimento simultâneo de várias empresas do mesmo setor,

minimizando os custos de programas de melhoria da qualidade;

d) desenvolve programas de avaliação da qualidade compatíveis com a

realidade setorial, formulados conjuntamente com os interessados e

respeitando as normas técnicas ou, na inexistência destas, procedimentos

definidos e comprovados por especialistas; e

e) todos os trabalhos desenvolvidos respeitam a cultura empresarial e buscam

sempre a melhoria contínua de cada setor.

6 Conclusões

A construção civil passou por um processo de mudança a partir da criação do

Programa Brasileiro de Produtividade no Habitat (PBQP-H). Esse programa teve

início com a elaboração do Sistema de Avaliação da Qualidade (SiAQ), no qual fo-

ram definidos requisitos para a avaliação da qualidade em construtoras com base nos

requisitos da NBR ISO 9000. Em 2005, o SiAQ foi cadastrado no Inmetro e passou

a ser denominado Sistema de Avaliação da Conformidade (SiAC).

Desde a criação do PBQP-H, a qualidade das obras melhorou sensivelmen-

te, porém falta ainda o envolvimento de toda a cadeia produtiva, onde se encon-

tram os fornecedores de materiais e componentes para a construção civil. Nasceram,

então, os Programas Setoriais da Qualidade (PSQ). Dentro dos PSQs, foram redigi-

das normas técnicas, de acordo com os procedimentos da ABNT, como, por exemplo,

a norma para tintas imobiliárias. Entretanto, não existem programas para todos os

setores componentes da cesta básica da construção civil e as pequenas empresas, prin-

cipalmente as localizadas fora de São Paulo, não aderiram ao PSQ específico para seu

setor em razão dos altos custos necessários. Convém também salientar que os progra-

mas do PBQP-H para materiais e insumos avaliam a conformidade do produto final

com as normas técnicas existentes, não avaliando o processo produtivo.

De forma inversa ao SiAC, o PBQP-H não teve a adesão necessária para ser

representativo nacionalmente dos diversos produtos que compõem a cesta básica. O


23

projeto Gesthab buscou elaborar, juntamente com o meio acadêmico e com os repre-

sentantes setoriais, um modelo de Programa de Avaliação da Qualidade. Tal progra-

ma contempla não somente o produto final, mas todo o ciclo produtivo, que se inicia

na aquisição e no armazenamento da matéria-prima, passando pelas diferentes etapas

de produção, até, finalmente, a entrega do produto ao cliente. O modelo desenvolvido

está atualmente implantado nas empresas produtoras de argamassa branca interme-

diária. A Associação Brasileira de Produtores de Argamassa Branca Intermediária

(ABPABI) tem todos os direitos para o uso desse modelo nas empresas do setor.

Apesar dos esforços empreendidos no PBQP-H, a realidade setorial das em-

presas brasileiras fornecedoras de materiais e insumos continua desconhecida. A

cadeia de fornecedores da construção civil é extremamente complexa, compreende

diversos agentes, é bastante dispersa e não possui uma liderança forte, conforme

ocorre em outros setores. Existe, ainda, um grau de dificuldade no estudo das ca-

deias, em decorrência das diferenças de complexidade e diversidade dos materiais e

componentes e do desconhecimento da totalidade de fornecedores e clientes envol-

vidos em cada cadeia de suprimentos.

O conhecimento das principais características da cadeia, por meio de indi-

cadores de desempenho, foi um dos principais resultados do projeto Gesthab. Os

indicadores são valores que servem como referência para as empresas, fornecendo in-

formações necessárias ao processo de tomada de decisões e de melhoria da qualidade

e produtividade da empresa. O setor da construção civil ainda é pouco habituado à

prática da medição, motivo pelo qual existe uma carência de dados que possam forne-

cer informações quanto ao desempenho atual das empresas e quanto às ações a tomar

para a melhoria da qualidade e produtividade de seu processo produtivo.

Para delimitar a pesquisa dos indicadores, foram inicialmente consultadas

as construtoras atuantes em cada região do projeto quanto aos seus fornecedores

de materiais e à forma de aquisição desses materiais. A amostra, em cada região,

ficou definida pelos materiais mais utilizados pelas construtoras e, de preferência,

para aqueles que são adquiridos diretamente com o fornecedor primário, empresa


24

produtora ou extratora. À amostra definida foi aplicado questionário para mensurar

indicadores técnicos, ambientais, mercadológicos, sociais e legais.

Os indicadores calculados mostraram que grande parte dos fornecedores de

materiais e componentes para a construção civil da cadeia tem muito pouco conhe-

cimento em relação aos impactos ambientais decorrentes do uso da matéria-prima

ou dos resíduos e das emissões durante o processo produtivo. Do ponto de vista

técnico, observou-se que a maioria das empresas não participa dos PSQs, quan-

do existentes, ou não tem certificação da qualidade de qualquer tipo (gerencial,

ambiental e responsabilidade social). A certificação de produto, reconhecida pelo

Inmetro, é muito prejudicada pela falta de laboratórios de ensaios acreditados pelo

Inmetro ou pelos custos inerentes ao processo de certificação.

Do ponto de vista mercadológico, muito pouco é feito pelas empresas for-

necedoras. Muitas delas estão ainda em um estágio muito primitivo de desenvol-

vimento gerencial. O investimento em marketing é ínfimo, e as estratégias, via de

regra, baseiam-se na sobrevivência diária.

Observa-se também a escassez de investimento na qualificação dos colabo-

radores das empresas. O treinamento ainda é realizado de maneira informal, e o

ofício é aprendido, na prática, pela transmissão do conhecimento através dos mais

experientes ou por tentativa e erro. Algumas vezes, as práticas são induzidas, os

erros se propagam e as inovações tecnológicas não são introduzidas no processo.

A pesquisa com as construtoras evidenciou que a maioria dos materiais e dos

componentes é adquirida pelas empresas por meio de compra direta ao fabricante e

que nem todos os materiais da cesta básica do PBQP-H são utilizados pelas cons-

trutoras analisadas, como é o caso das janelas de aço. Pode-se também concluir que

as empresas entrevistadas desconhecem a importância da aquisição de seus mate-

riais e componentes, obtendo-os de forma desordenada, muitas vezes sem pesquisa

e sem planejamento.

Todos os resultados estão em documentos disponibilizados na página do

projeto (www.gesthab.ufsc.br).


25

Bibliografia recomendada

BRAZIL. Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat.

Disponível em: <http://www.pbqp-h.gov.br>. Acesso em: 10 fev. 2003.

FRANCO, Eliete de Medeiros. Gestão do conhecimento na construção civil:

uma aplicação dos mapas cognitivos na concepção ergonômica da tarefa de

gerenciamento dos canteiros de obras. Florianópolis. 2001. 252 f. Tese (Doutorado

em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de

Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

FRANCO, L. S.; AGOPYAN, V. Racionalização dos processos construtivos

em alvenaria estrutural não armada. In: INTERNATIONAL SEMINAR ON

STRUCTURAL MASONRY FOR DEVELOPING COUNTRIES, 5., 1994,

Florianópolis. Anais... Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina e

Universidade of Edinburgh, 1994. p. 497-508.

JOBIM FILHO, H.; JOBIM, M. Fornecedores de materiais e componentes na

indústria da construção civil: manual de avaliação e seleção. Relatório Técnico

FINEP. Santa Maria: UFSM, 2003.

JOBIM, M. S. S. Sistema de avaliação de materiais e componentes na

indústria da construção civil: integração das cadeias produtivas. Relatório

Técnico FINEP. Santa Maria: UFSM, 2003.

MEIRA, Gibson R.; ARAÚJO, Nelma M. C. de. A padronização como fator de redução

de desperdício na construção civil. In: ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES

DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 1997, Gramado. Anais... Gramado, 1997.

SOUZA, R. et al. Gestão da qualidade para empresa construtora. São Paulo: Pini, 1994.

SOUZA, R. et al. Qualidade na aquisição de materiais e execução de obras.

São Paulo: Pini, 1996.

26



Denise Carpena Coitinho Dal Molin é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1982), com mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal

do Rio Grande do Sul (1988) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo (1995). Atualmente é professora da Universidade Federal do Rio Grande do

Sul. Atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos convencionais e especiais, aproveitamento de resíduos em materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção,

patologia e recuperação de estruturas e construções e processos construtivos.

Angela Borges Masuero é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988), com mestrado (1993) em engenharia civil e doutorado (2001) em

engenharia de minas, metalúrgica e de materiais, ambos pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente é professora da URGRS e atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos e argamassas, tecnologia de revestimentos,

aproveitamento de resíduos em materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção,

patologia das edificações e processos construtivos.

Patricia Lovato é graduada em arquitetura e urbanismo pela Universidade Federal de Santa Maria (2004) e mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio

Grande do Sul (2007). Tem experiência na área de construção, com ênfase em materiais e componentes da construção, atuando nos seguintes temas: resíduos de construção e

demolição, variabilidade e concreto.

Antonio Eduardo Bezerra Cabral possui graduação em engenharia civil pela Universidade Federal do Ceará (1997), mestrado em engenharia civil pela Universidade

Federal do Rio Grande do Sul (2000) e doutorado em ciências da engenharia ambiental pela Universidade de São Paulo (2007), com estágio no exterior (Universiy of Technology, Sydney − Austrália). Atualmente é professor e pesquisador do Centro

Federal de Educação Tecnológica do Ceará. Atua principalmente nos seguintes temas: diagnóstico de patologias em estruturas de concreto armado, reparo e reforço do

concreto armado, concreto com agregados reciclados e gestão de resíduos sólidos.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

27

2.Componentes com agregado reciclado para

habitação de interesse social – COMHABIS

Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra Cabral

Resumo

Os resíduos de construção e demolição (RCDs) constituem importante

parcela dos resíduos sólidos urbanos, em razão do volume gerado

e dos danos que eles podem trazer ao ambiente. A reciclagem dos

RCDs tem sido uma solução adotada no gerenciamento desses resíduos, sendo, em

sua grande maioria, voltada para a produção de agregados reciclados. Entretanto,

a variabilidade apresentada na composição desses agregados é uma das barreiras

na difusão de seu uso como matéria-prima alternativa na confecção de concretos.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de propor um parâmetro de con-

trole da variabilidade dos agregados reciclados, comparando a classificação pela

composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos.

Constatou-se que o comportamento do concreto com agregados reciclados não

pode ser previsto somente por meio da composição ou da densidade dos agrega-

dos. Prosseguiu-se assim a pesquisa, modelando-se o comportamento da resistên-

cia à compressão (fc) e do módulo de deformação (Ec) dos concretos produzidos,

ao se variarem o teor de substituição dos agregados naturais pelos reciclados e a

relação água/cimento, contemplando a produção de concretos com os três prin-

28


cipais componentes do RCDs (concreto, argamassa e cerâmica vermelha) e suas

misturas. Ao se validarem os modelos propostos para a fc e para o Ec, utilizando

dados provenientes de outros autores, observou-se que tais modelos descrevem

muito bem o comportamento das propriedades e que a variabilidade dos resul-

tados obtidos, considerando os extremos das composições dos RCD relatados

na bibliografia, não supera 13% para a resistência à compressão em concretos

com 100% de substituição do agregado miúdo e graúdo. Dessa forma, um dos

grandes gargalos, que é a variabilidade da composição e da densidade dos agre-

gados de RCD, pode ser solucionado por meio da adoção de um coeficiente de

segurança que contemple os reflexos dessa variabilidade nas propriedades do con-

creto. Assim, eliminar-se-iam ensaios complexos de controle das características do

agregado, possibilitando seu uso no setor produtivo. Complementarmente, foram

produzidos, em uma empresa de pré-moldados, componentes de concreto com

agregados reciclados, realizando a transferência tecnológica e demonstrando a via-

bilidade técnica e econômica da utilização de RCD como agregado.

1 Introdução

A indústria da construção civil consome grandes quantidades de recursos na-

turais e gera muitos resíduos em todo o mundo. Segundo John (2001), ela é atual-

mente a maior consumidora de recursos naturais da sociedade, absorvendo de 20%

a 50% desses recursos explorados no mundo e responsável por 40% dos resíduos

gerados na economia. Assim, medidas alternativas devem ser utilizadas para dimi-

nuir os impactos causados pelo setor.

Uma solução possível é a reciclagem de resíduos de construção e demoli-

ção (RCD) para produção de agregados e sua reutilização como matéria-prima na

própria construção civil. Essa alternativa vem combater a dificuldade de produção

causada pela escassez de agregados naturais em muitas regiões, reduzindo o custo de

transporte de longas distâncias. Além disso, contribui para a diminuição das quanti-

dades de recursos naturais consumidos e no consequente decréscimo de resíduos que

necessitam ser dispostos em aterros.


29

Diversos estudos foram realizados sobre a reciclagem de RCD para produção

de agregados para concretos (BIANCHINI et al., 2005; CABRAL, 2007; HANSEN;

BØEGH, 1985; HOOD, 2006; LEITE, 2001; LIN et al., 2004; LOVATO, 2007;

MASCE et al., 2003; NETO, 2005; PINTO, 1999; SANI et al., 2005; VIEIRA, 2003;

ZORDAN, 1997), mostrando sua viabilidade técnica. No entanto, é ressaltado que

a variabilidade na composição do resíduo pode afetar o desempenho do concreto.

Algumas pesquisas apontam que, para um mesmo local receptor de resíduos, a com-

posição se modifica com a chegada de novos materiais. Ao comparar diferentes cida-

des brasileiras, também se observam proporções variadas dos materiais constituintes

dos resíduos.

Assim, o primeiro passo a ser dado, quando se deseja propor a produção de

componentes de concreto empregando agregados de RCD para habitações, é veri-

ficar a influência que a variabilidade do resíduo causa nas propriedades do concreto

e estabelecer uma forma de controle dessa variabilidade. Uma vez estabelecida a

forma de controle e feitos os ajustes necessários no traço do concreto produzido,

em conjunção com o desempenho desejado, pode-se estudar a viabilidade técnica

e econômica da substituição dos agregados naturais pelos reciclados de resíduos de

construção e demolição em componentes de concreto.

Nesse contexto, a presente pesquisa teve por objetivo, através de um estudo

focado para a região do Vale dos Sinos e Região Metropolitana de Porto Alegre,

no estado do Rio Grande do Sul, observar a influência das variabilidades dos agre-

gados de RCD no desempenho do concreto e propor alternativas para controle

dessas variabilidades. Assim, torna-se possível produzir concretos com agregados

de RCD com garantia de desempenho ao longo do tempo, por meio do domínio

das variações das características desses agregados e seus reflexos nas propriedades

do concreto, permitindo a produção em escala de componentes de construção eco-

logicamente corretos. Complementarmente, foram produzidos, em uma empresa

de pré-moldados, componentes de concreto com agregados reciclados, realizando

a transferência tecnológica e demonstrando a viabilidade técnica e econômica da

utilização de RCD como agregado.

30


2 Métodos e materiais

Para atingir os objetivos propostos, foram desenvolvidas as seguintes etapas:

a) estimativa da quantidade de resíduo gerado na região do Vale dos Sinos e

na Região Metropolitana de Porto Alegre;

b) caracterização dos resíduos;

c) avaliação de métodos para monitorar a variabilidade dos agregados

de RCD;

d) avaliação do reflexo da variabilidade dos agregados de RCD no desempe-

nho de concretos;

e) desenvolvimento e avaliação econômica de componentes com agregados

de RCD; e

f) transferência de tecnologia: produção em empresa de pré-moldados.

A seguir, são descritos resumidamente os métodos e os materiais utilizados.

A descrição mais detalhada pode ser obtida nas dissertações e teses geradas a partir

desta pesquisa (CABRAL, 2007; JADOVSKI, 2006; LOVATO, 2007).

2.1 Métodos

A quantidade de resíduo de construção e demolição gerada na região do Vale

dos Sinos e na Região Metropolitana de Porto Alegre é uma informação importante

para viabilizar sua utilização como insumo para a construção civil e dimensionar

o porte de uma estação de reciclagem de RCD como agregado. A estimativa do

volume diário foi realizada através de levantamento junto ao Departamento Mu-

nicipal de Limpeza Urbana (DMLU) de Porto Alegre, no qual se obtiveram dados

referentes à evolução de coleta e gerenciamento de RCD nos últimos oito anos,

apresentada na Tabela 1.

Paralelamente, tentou-se quantificar e validar a quantidade de RCD gera-

da em relação ao volume depositado nos aterros de inertes e no volume coleta-


31

do pelos tele-entulhos, a partir do preenchimento de planilhas pelos motoristas

dos caminhões previamente treinados. Os valores obtidos estão de acordo com a

média informada pelo DMLU, de modo a validar o método empregado, que foi

também utilizado para levantar os volumes gerados na região do Vale dos Sinos

(Tabela 2).

Tabela 1 – Evolução anual da coleta de RCD em Porto Alegre

Ano ton/dia útil m³/dia útil

1998 299,54 249,62

1999 203,82 169,85

2000 211,36 176,13

2001 248,37 206,98

2002 376,67 313,89

2003 390,66, 325,55

2004 303,00 252,50

2005 364,00 303,00

MÉDIA 299,68 249,69

Ano ton/dia útil m³/dia útil

2004 432,00 360,00

Tabela 2 – Coleta de RCD na região do Vale dos Sinos

Para a caracterização dos resíduos, foram realizadas coletas nas cidades de

Porto Alegre (POA), São Leopoldo (SL) e Novo Hamburgo (NH). Foi feita uma

coleta em cada cidade, todas no mesmo mês. Cada amostra foi constituída de apro-

ximadamente 500 kg por coleta. Para melhor visualização dos dados que serão

apresentados neste trabalho, as coletas serão denominadas como POA, SL e NH.

Em Porto Alegre, os resíduos foram coletados no Aterro de Inertes Serraria,

situado na Zona Sul da cidade. Os resíduos provenientes de Novo Hamburgo foram

coletados na Central de Resíduos Inertes do Bairro Rondônia. Os resíduos prove-

nientes de São Leopoldo foram coletados no aterro municipal.

32


As coletas das amostras foram realizadas retirando-se o material da base,

do meio e do topo das pilhas. Entretanto, esse procedimento não pôde ser reali-

zado na coleta do aterro de Porto Alegre, pois as cargas de materiais recebidas no

local são espalhadas ao longo do terreno e imediatamente aterradas. Dessa forma,

quando solicitado, foi deixada separada uma carga de resíduos de construção e

demolição recebidos, o que resultou em apenas uma pilha de RCD.

Após cada coleta de resíduo, este foi caracterizado conforme sua composi-

ção. O processo de análise da composição foi feito manualmente, com a identifi-

cação dos diversos materiais constituintes do RCD.

A caracterização foi feita para uma amostra de material de cada coleta, ob-

tida por quarteamento, conforme procedimento descrito na NBR NM 27 (ABNT,

2001a). Durante o procedimento de análise da composição, e também no restante

do material não caracterizado, foram excluídos impurezas e materiais que pu-

dessem comprometer a qualidade do concreto, tais como madeira, metal, gesso,

plástico e papel. Além disso, visando eliminar possíveis quantidades de matéria

orgânica e solos argilosos presentes na amostra coletada, a parcela fina foi separa-

da em peneira de malha #4,8 mm, conforme recomenda Hansen (1992).

Após a etapa de caracterização do resíduo segundo sua composição, foi

feita a britagem do material, realizada no britador de mandíbulas da Fundação de

Ciência e Tecnologia (Cientec) – situada em Porto Alegre, RS. Nessa fase, os resí-

duos foram transformados em agregados. A seguir, estes foram beneficiados em

peneirador mecânico, separando-se os agregados miúdos (AMR) dos agregados

graúdos (AGR). O material retido na peneira de malha #25 mm foi novamente

britado e peneirado, até todo material passar nessa peneira.

A caracterização dos agregados reciclados foi feita para os materiais de todas

as coletas. A composição granulométrica dos agregados, tanto naturais como reci-

clados, foi realizada de acordo com as recomendações da NBR NM 248 (ABNT,

2003a). A massa específica do agregado miúdo natural foi determinada de acordo

com o método descrito na norma NBR NM 52 (ABNT, 2003b). O agregado graúdo


33

natural teve sua massa específica determinada segundo procedimento descrito na

norma NBR NM 53 (ABNT, 2003c). A massa específica do agregado miúdo recicla-

do foi determinada de acordo com a norma NBR 9776 (ABNT, 1987a), que utiliza o

frasco de Chapman; e pelo método de Neville (1995), modificado por Leite (2001).

O agregado graúdo reciclado teve sua massa específica determinada de acordo com

a mesma norma que o agregado natural, e também pelo método de Leite (2001).

A massa unitária foi determinada para os agregados naturais e reciclados, de acor-

do com a NBR NM 45 (ABNT, 2002). A absorção de água dos agregados miúdos

reciclados foi determinada pelo procedimento descrito na norma NBR NM 30

(ABNT, 2001b) e pelo método proposto por Leite (2001). A absorção de água dos

agregados graúdos reciclados foi determinada também pelo método proposto por

Leite (2001) e por intermédio do procedimento apresentado na norma NBR NM

53 (ABNT, 2003c). Para verificar se a classificação dos agregados reciclados por

densidades pode ser utilizada como parâmetro de controle da variabilidade desse

material, foi realizado o ensaio para classificação densitária. O ensaio de afunda-

flutua foi baseado no procedimento para separação densitária dos agregados reci-

clados de RCD elaborado por Carrijo (2005) e Angulo (2005). Este foi realizado

no Laboratório de Processamento Mineral (Laprom) da UFRGS, seguindo-se

também os procedimentos usados para o ensaio nesse laboratório. As faixas de

densidade adotadas foram baseadas na pesquisa de Angulo (2005), que utilizou,

em um dos procedimentos realizados, as densidades 1,9, 2,2 e 2,5 g/cm³. O autor

considerou que a parcela flutuada na solução com densidade 1,9 g/cm³ poderia

concentrar a cerâmica vermelha, e a flutuada na solução com densidade 2,2 g/

cm³ concentraria a argamassa. Na solução com densidade 2,5 g/cm³, poderiam

ser separadas partículas de concreto (flutuadas) e de rochas naturais (afundadas).

A Figura 1 mostra a representação esquemática do ensaio, e as fotos da Figura 2,

o procedimento de realização desse ensaio.

Para a produção dos concretos adotou-se o método de dosagem IPT/EPUSP

(HELENE; TERZIAN, 1992).

34


Figura 1 – Representação esquemática do ensaio afunda-flutua, baseado no procedimento elaborado por Carrijo (2005) e Angulo (2005), onde d = densidade

d>1,9 g/cm³

d>2,2 g/cm³

d=2,4 g/cm³

d>2,4 g/cm³2,2<d<2,4 g/cm³

d=2,2 g/cm³

1,9<d<2,2 g/cm³

d=1,9 g/cm³

d<1,9 g/cm³

(a) (b) (c)

Figura 2 – Procedimento para realização do ensaio afunda-flutua: (a) vista geral, (b) parcela do agregado de RCD flutuada, com densidade inferior à da solução e (c) parcela do agregado de RCD com densidade superior à da solução

A partir de um planejamento estatístico do experimento (RIBEIRO; CA-

TEN, 2001; WERKEMA; AGUIAR, 1996), além da produção de concretos com

diferentes níveis de substituição de agregado graúdo e miúdo natural por RCD

proveniente de três locais distintos, foram também produzidos concretos em que o

RCD foi desdobrado em seus constituintes principais (concreto, material cerâmico

e argamassa), variando-se os teores de cada um deles na composição do RCD, e


35

avaliando-se o impacto na resistência à compressão e no módulo de elasticidade.

Dessa forma, foram desenvolvidos modelos estatísticos que permitiram prever o

impacto das variações da composição do RCD nas propriedades do concreto. Esses

modelos, depois de validados, poderão servir como ferramenta para ajustes nos tra-

ços do concreto, de forma a manter as características finais desejadas, sem ter que

executar novas dosagens com o RCD que sofreu alterações.

Por fim, para realizar o estudo comparativo técnico/econômico dos compo-

nentes com RCD, foram dosados os concretos e produzidos, em laboratório, “pa-

vers”, blocos de vedação e meio-fio. Com base nos resultados obtidos, foi executado

um treinamento prático e monitoramento inicial de todo o processo de produção

em escala real, em uma indústria de pré-moldados.

2.2 Materiais

Para a produção dos concretos, foi utilizado o cimento Portland CP IV 32 – RS.

Normalmente, as pesquisas com resíduos de construção e demolição utilizam cimento

sem adição, a fim de não influenciar os resultados dos ensaios. No entanto, foi utilizado

o cimento CP IV, pois este é facilmente encontrado no estado do Rio Grande do Sul.

Foram utilizados agregados naturais e reciclados para a produção dos concretos:

a) agregado miúdo natural: foi utilizada areia quartzosa média. O material

foi previamente seco ao ar e separado na peneira de malha #4,8 mm,

retirando-se toda fração superior a esse valor;

b) agregado miúdo reciclado: obtido pela britagem e pelo peneiramento do

resíduo de construção e demolição coletado, utilizando-se a fração passante

na peneira de malha #4,8 mm;

c) agregado graúdo natural: foi empregada brita de origem basáltica passante

na peneira de malha #25 mm e retido na peneira de malha #4,8 mm.

O agregado foi previamente lavado para retirar materiais pulverulentos ou

outras impurezas que poderiam estar aderidas a ele, e colocado para secar

ao ar; e

36


d) agregado graúdo reciclado: assim como o agregado miúdo reciclado, foi

obtido através da britagem e do peneiramento do resíduo coletado. Foi

empregado o material passante na peneira de malha #25 mm e retido na

peneira de malha #4,8 mm. O agregado não foi lavado, em razão da sua

facilidade de desagregação.

3 Apresentação e análise dos resultados

Na Tabela 3, estão apresentadas as composições percentuais dos RCDs gera-

dos em cada cidade, excluindo-se as impurezas e os finos. Percebe-se que há uma

grande variabilidade de composição entre cada coleta. Apesar de os materiais co-

letados em Porto Alegre e em Novo Hamburgo apresentarem maior quantidade de

argamassa em sua composição, os demais constituintes apresentam porcentagens

distintas entre uma cidade e outra.

Tabela 3 – Constituintes percentuais dos resíduos de construção e demolição coletados

Material Coleta SL (%) Coleta POA (%) Coleta NH (%)

Argamassa 22,5 44,2 34,9

Concreto 26,9 18,3 27,3

Cerâmica vermelha 32,8 35,6 23,2

Cerâmica branca 0,4 0,1 0,2

Rochas 17,4 1,8 14,4

A Tabela 4 apresenta os constituintes dos RCDs coletados e reunidos em dois

grupos: o primeiro, cerâmica e argamassa; e o segundo, concreto e rocha. A coleta

de Porto Alegre (POA) é composta de 80% de material cerâmico e argamassa, ou

seja, materiais mais porosos, que, normalmente, demandam mais água durante a

execução de concretos com agregados reciclados. Com a divisão do RCD nesses

dois grupos, observa-se grande semelhança entre as coletas de São Leopoldo (SL) e

de Novo Hamburgo (NH), compostas predominantemente de cerâmica e argamas-

sa, entretanto com grande percentual, mais de 40%, de concreto e rochas.


37

Tabela 4 – Composição dos materiais mais porosos (cerâmica + argamassa) e dos materiais menos porosos (concreto + rocha) para cada coleta

Os resultados das composições granulométricas dos agregados miúdos, na-

tural e reciclados, estão apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Composição granulométrica dos agregados miúdos utilizados

Coleta Cerâmica + argamassa (%)

Concreto + rocha (%)

SL 56 44

POA 80 20

NH 58 42

Agregado miúdo natural AMR SL AMR POA AMR NH

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

4,8 3,5 3 4,8 0,5 0 4,8 4,7 5 4,8 1,9 2

2,4 8,8 12 2,4 21,9 22 2,4 24,2 29 2,4 19,0 21

1,2 17,6 30 1,2 12,8 35 1,2 17,6 47 1,2 16,6 38

0,6 24,0 54 0,6 16,6 52 0,6 16,6 63 0,6 16,5 54

0,3 37,0 91 0,3 23,2 75 0,3 22,1 85 0,3 21,5 76

0,15 8,5 100 0,15 16,4 91 0,15 10,1 95 0,15 15,5 91

< 0,15 0,6 100 < 0,15 8,6 100 < 0,15 4,7 100 < 0,15 9,0 100

total 100,0 - total 100,0 - total 100,0 - total 100,0 -

Dimensão máxima

característica (mm)

4,75

Dimensão máxima


4,75

Dimensão máxima


4,75

Dimensão máxima


4,75

Módulo de finura

2,90Módulo de

finura2,75

Módulo de finura

3,24Módulo de

finura2,82

Na Tabela 6, estão apresentados os resultados das composições granulomé-

tricas para os agregados graúdos natural e reciclados.

38


Tabela 6 – Composição granulométrica dos agregados graúdos utilizados

Os resultados dos ensaios de massa específica e massa unitária realizados estão

apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Resultados de massa específica e massa unitária dos agregados

Agregado

Miúdo Graúdo

Natural AGR SL

AGR POA

AGR NH Natural AGR

SLAGR POA

AGR NH

Massa específica - método normalizado (kg/dm³)

2,62 2,40 2,40 2,44 2,85 2,40 2,45 2,58

Massa específica - método de Leite (2001) (kg/dm³)

- - 2,52 2,64 - 2,58 2,57 2,64

Massa unitária (kg/dm³) 1,52 1,29 1,39 1,23 1,47 1,12 1,06 1,02

Agregado miúdo natural AGR SL AGR POA AGR NH

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

Pene

ira

(mm

)

% r

etid

a

% a

cum

ulad

a

25 0,0 0 25 0,8 1 25 3,6 4 25 3,7 4

19 0,5 1 19 16,5 18 19 27,4 31 19 32,9 37

12,5 51,6 53 12,5 43,3 61 12,5 34,0 65 12,5 32,5 69

9,5 34,5 87 9,5 13,4 74 9,5 13,2 78 9,5 10,8 80

6,3 12,3 99 6,3 11,2 85 6,3 11,4 89 6,3 10,0 90

4,8 1,0 100 4,8 4,6 90 4,8 4,9 94 4,8 6,0 96

< 4,8 0,1 100 < 4,8 10,2 100 < 4,8 5,5 100 < 4,8 4,1 100

total 100,0 - total 100,0 - total 100,0 - total 100,0 -

Dimensão máxima


25,4

Dimensão máxima


25,4

Dimensão máxima


25,4

Dimensão máxima


25,4

Módulo de finura

6,88Módulo de

finura6,47

Módulo de finura

7,03Módulo de

finura7,13

Na Tabela 8, encontram-se os resultados da absorção total dos agregados

reciclados e os respectivos valores utilizados na pré-molhagem desses agregados.


39

Tabela 8 – Resultado dos ensaios de absorção (em %) dos agregados reciclados

AgregadoMiúdo Graúdo

SL POA NH SL POA NH

Absorção total (24 h) 6,00 7,00 9,43 10,00 4,49 5,13

Absorção inicial (utilizada na pré-molhagem) 3,00 4,10 9,17 7,00 3,00 2,50

Como os trabalhos de Carrijo (2005) e Angulo (2005), que propuseram a

utilização da separação densitária para os agregados reciclados, não realizaram esse

ensaio para os agregados miúdos, pretendeu-se, com este trabalho, verificar se o

método era válido para tais agregados. Como não havia mais agregados miúdos

de São Leopoldo, o ensaio de afunda-flutua foi realizado apenas para amostras de

materiais de Porto Alegre e Novo Hamburgo. Os resultados encontrados estão

apresentados na Tabela 9.

Tabela 9 – Resultados da separação por densidades para os agregados miúdos

Coleta POA Coleta NH

Densidade % Densidade %

<1,9 2,1 <1,9 0,7

1,9<d<2,2 3,5 1,9<d<2,2 4,0

2,2<d<2,4 30,0 2,2<d<2,4 22,2

>2,4 64,4 >2,4 73,1

total 100,0 Total 100,0

Diferença de massa* -1,33 Diferença de massa -0,43

* Diferença entre a massa final e a massa inicial da amostra, correspondente à perda de material durante o ensaio

Para o agregado miúdo, a retirada das parcelas flutuadas não é tão rápida,

pois o material é muito fino e, muitas vezes, fica aderido nas paredes do recipiente

de ensaio. Dessa forma, é possível que as partículas tenham absorvido a solução de

bromofórmio, alterando sua densidade.

A seguir são apresentados alguns resultados obtidos nos ensaios comparativos

dos concretos produzidos com os agregados de RCD provenientes de SL, POA e NH.

40


A Equação 1 apresenta o modelo ajustado que descreve o comportamento

dos concretos produzidos com agregados reciclados quanto à resistência à compres-

são. Esse modelo possui um coeficiente de determinação (R²) de 0,91.

Tabela 11 – Níveis codificados da variável coleta para fc

0,5a/c

AGR7,44

AMR9,69

m8,61

fc = C x 22,5 x x 1- x 1- x 1- x [1 - ( - 0,04 x AGR x m)] x [1-(0,008 x AMR x m)] ( ) ( ) ( () )0,67

, (1)

onde:

fc = resistência à compressão (MPa);

C = coeficiente relativo à coleta, codificado segundo a Tabela 11;

a/c = relação água/cimento real;

AGR = percentual de agregado graúdo reciclado, codificado segundo a Tabela 10;

AMR = percentual de agregado miúdo reciclado, codificado segundo a Tabela 10; e

m = relação agregados secos/cimento em massa, codificada segundo a Tabela 10.

Tabela 10 – Níveis codificados das variáveis independentes m, AGR e AMR

Codificação dos níveis

mNível real 4,38 5,63 6,88

Nível codificado -1 0 1

AGRNível real 0% 50% 100%


AMRNível real 0% 50% 100%


Coleta Nível codificado

SL 1,00

POA 0,99

NH 0,94


41

Pela análise de variância, todos os fatores controláveis apresentaram efeito

significativo sobre a resistência à compressão. Também se mostraram significativas

as interações coleta x m, coleta x AGR, coleta x AMR, m x AGR, m x AMR e AGR

x AMR. No entanto, a inserção desta última interação e das interações das variáveis

m, AGR e AMR com a variável coleta não melhorou o ajuste do modelo, e, portan-

to, esses termos não foram considerados.

As Figuras 3a e 3b mostram o efeito da interação AMR x AGR sobre a resis-

tência à compressão. A Figura 3a foi obtida variando-se os valores codificados dos

teores de substituição de AMR para cada teor de AGR utilizado. Para a Figura 3b,

variaram-se os teores de substituição de AGR para cada teor de AMR. Em ambos

os casos, os valores de m e a/c foram mantidos em seu nível médio, e o valor da

coleta foi mantido em 1.

27,0

25,0

23,0

21,0

19,0

17,0

15,00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 50 100

% AGR

fc (

MPa

)

% de substituição do AMR

(a)

% de substituição do AGR

(b)

27,0

25,0

23,0

21,0

19,0

17,0

15,00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 50 100

% AMR

fc (

MPa

)

(a) (b)

Figura 3 – Resistência à compressão em função da interação AMR x AGR: (a) fc em função de AMR, para os diferentes teores de AGR; (b) fc em função de AGR, para os diferentes teores de AMR

A Figura 4 apresenta o efeito isolado da variável coleta sobre a resistência à

compressão do concreto. Esta foi obtida variando-se os valores codificados da cole-

ta e mantendo-se as demais variáveis no ponto médio de cada uma delas.

Na Figura 4, os concretos correspondentes às coletas SL e POA apresentam

valores de resistência à compressão superiores aos da coleta NH, sendo o valor mais

alto o da coleta SL. Pela análise de variância, a diferença entre as coletas SL e POA

42


20,0

19,5

19,0

18,5

18,01 2 3

fc (

MPa

)

Coleta

não foi significativa, tendo sido a resistência da coleta POA apenas 1% menor que a

da coleta SL. A resistência da coleta NH foi 6% menor que a da coleta SL.

Figura 4 – Resistência à compressão em função da origem do RCD

Foram também analisados a resistência à tração, o módulo de deformação e a

absorção de água por imersão dos concretos produzidos com os agregados de RCD

provenientes de SL, POA e NH. A partir dos resultados obtidos no programa ex-

perimental realizado, descrito em detalhes por Lovato (2007), foi possível obter as

seguintes conclusões, válidas para os materiais e os métodos de ensaio utilizados:

a) os principais constituintes dos resíduos de construção e demolição encon-

trados na região do Vale dos Sinos e Região Metropolitana de Porto Alegre

foram argamassa, cerâmica vermelha e concreto;

b) a separação por densidades não se mostrou eficiente para os agregados

miúdos reciclados. A absorção praticamente instantânea observada nesses

materiais influenciou nos ensaios, uma vez que o material absorve o líqui

do denso, alterando sua densidade real;

c) a separação por densidades dos agregados graúdos reciclados apresentou,

para cada coleta, resultados coerentes com a composição inicial dos resí-

duos de construção e demolição;

d) as partículas de cerâmica vermelha e argamassa ficaram concentradas nas

três faixas de densidades mais baixas, mostrando que os agregados são

compostos de materiais de diferentes qualidades;


43

e) as partículas de concreto e rocha concentraram-se majoritariamente na

faixa de densidade d > 2,4;

f) a proposta de norma desenvolvida por Leite (2001) para a determinação

da absorção de água dos agregados reciclados não se mostrou eficiente

para os agregados miúdos. Dessa forma, foi realizada uma adaptação da

norma NBR NM 30 (ABNT, 2001b);

g) as taxas de absorção dos agregados reciclados variaram entre 4,3%

e 11,7%;

h) as taxas de absorção inicial dos agregados reciclados foram muito altas,

superando 80% da absorção total para todos os agregados utilizados. Isso

evidencia a necessidade de pré-umedecimento dos agregados;

i) os concretos contendo agregados com maior quantidade de cerâmica e

argamassa demandaram mais água para alcançar a trabalhabilidade estipulada;

j) quanto maior o teor de substituição do agregado graúdo reciclado, maior

a relação a/c, ou seja, o agregado graúdo necessitou de mais água para

alcançar a trabalhabilidade, medida pelo abatimento do tronco de cone

(slump), estabelecida em 100 mm ± 20 mm;

k) o agregado graúdo reciclado exerce maior influência negativa sobre a

resistência à compressão e sobre a resistência à tração do concreto produ-

zido que o agregado miúdo reciclado;

l) a densidade dos agregados graúdos reciclados não é um parâmetro que

permite controlar a resistência dos concretos, uma vez que essa proprie-

dade depende de diversos fatores relacionados com as características dos

agregados, como composição, forma e granulometria;

m) os traços que apresentaram melhor desempenho quanto à resistência à

tração foram os mesmos que para a resistência à compressão, os que

continham 50% de um dos agregados reciclados. Nenhum deles superou

o concreto de referência;

44


n) a separação por densidades e a composição dos RCDs não podem ser

utilizadas como parâmetros de controle da resistência à tração por com-

pressão diametral dos concretos com agregados reciclados, uma vez que

essa propriedade não foi influenciada pela variabilidade dos RCDs;

o) a separação dos agregados reciclados por densidades pode ser utilizada

como parâmetro de controle do módulo de formação de concretos com

agregados reciclados, uma vez que essa propriedade depende principal-

mente de características dos agregados, como a densidade e a porosidade;

p) não se constatou relação da composição dos RCDs com o módulo de de

formação dos concretos com esses materiais;

q) a absorção dos concretos com agregados reciclados parece ser influencia-

da pela densidade, composição e granulometria dos agregados. Dessa

forma, não é possível considerar a densidade como único condicionante

da absorção;

r) de forma geral, conclui-se que o comportamento do concreto com

agregados reciclados não pode ser previsto através da composição ou da

densidade dos agregados, uma vez que, dependendo da propriedade

considerada, ambos ou até outros aspectos influenciam no comportamento.

Das propriedades avaliadas, somente o módulo de deformação apresentou

relação apenas com a densidade, e as demais foram influenciadas por

diversas características dos agregados; e

s) conforme observado neste trabalho, entre as propriedades avaliadas,

apenas a resistência à tração não foi influenciada pelas diferenças na com-

posição dos agregados. Para as demais propriedades, as máximas variações

globais médias, relacionadas às alterações nas composições e às densidades

das diferentes coletas, foram de 6% para a resistência à compressão e de

8% para o módulo de deformação.


45

Além da produção de concretos com diferentes níveis de substituição de

agregado graúdo e miúdo natural por RCD proveniente de três locais distintos,

foram também produzidos concretos em que o RCD foi desdobrado em seus cons-

tituintes principais (concreto, material cerâmico e argamassa), variando-se os te-

ores (de 0% a 100%) de cada um deles na composição do RCD, e com avaliação

do impacto na resistência à compressão e no módulo de elasticidade. Também se

desejava saber a influência da variação da relação a/c nessas mesmas propriedades,

com a presença ou não desses agregados reciclados. Portanto, dessa maneira, foram

identificadas sete variáveis independentes (fatores): o agregado miúdo reciclado de

cerâmica vermelha (rvm); o agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha (rvg);

o agregado miúdo reciclado de argamassa (ram); o agregado graúdo reciclado de

argamassa (rag); o agregado miúdo reciclado de concreto (rcm); o agregado graúdo

reciclado de concreto (rcg); e a relação água/cimento (a/c).

Diante dos resultados obtidos na caracterização dos agregados reciclados uti-

lizados, descrito em mais detalhes em Cabral (2007), pode-se concluir que:

a) quanto à absorção de água dos agregados, observou-se que, tanto para o

agregado miúdo quanto para o agregado graúdo, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha foi o que apresentou a maior taxa de absorção de água,

com valores de 10,69% e 15,62% respectivamente, e o agregado natural, a

menor, com valores de 0,42% e 1,22% respectivamente. Com valores

intermediários, tiveram-se os agregados reciclados de concreto e de

argamassa, sendo que, para os agregados reciclados de argamassa, o

agregado graúdo obteve uma maior taxa de absorção que o agregado

miúdo (9,52% e 4,13% respectivamente). Para os agregados reciclados de

concreto, ocorreu o contrário, ou seja, o agregado miúdo obteve uma

maior taxa de absorção que o graúdo (7,55% e 5,65% respectivamente);

b) quanto à massa específica, observou-se que o agregado reciclado de

cerâmica vermelha apresentou as menores massas específicas, com valores

de 1,82 g/cm³ para o agregado graúdo e de 2,35 g/cm³ para o agregado

46


miúdo. Os maiores valores foram apresentados pelos agregados naturais,

com valores de 2,87 g/cm³ para o agregado graúdo e de 2,64 g/cm³ para

o agregado miúdo. Com valores intermediários tiveram-se os agregados

reciclados de concreto e de argamassa, com valores para os agregados

graúdos de 2,27 g/cm³ e 2,01 g/cm³ respectivamente, e com valores para

os agregados miúdos de 2,56 g/cm³ e 2,60 g/cm³ respectivamente; e

c) quanto à massa unitária, para os agregados miúdos, a sequência obtida do

material de maior massa unitária para o de menor foi: agregado natural

(1,56 g/cm³); agregado reciclado de concreto (1,43 g/cm³); agregado

reciclado de argamassa (1,39 g/cm³); e agregado reciclado de cerâmica

vermelha (1,26 g/cm³). Para os agregados graúdos, também do material

de maior massa unitária para o de menor, o resultado obtido foi: agregado

reciclado de concreto (1,54 g/cm³); agregado reciclado de cerâmica vermelha

(1,46 g/cm³); agregado natural (1,44 g/cm³); e agregado reciclado de

argamassa (1,44 g/cm³).

De acordo com os dados experimentais, com relação à resistência à com-

pressão dos concretos com agregados reciclados, pode-se concluir que foi possível

modelar o comportamento dessa propriedade, obtendo-se um modelo matemático

que descrevesse o seu comportamento aos 28 dias, com um elevado coeficiente de

determinação (R2 = 0,98), ao se variarem o tipo e o teor de substituição dos agrega-

dos graúdos e miúdos naturais pelos agregados reciclados de concreto, de argamas-

sa e de cerâmica vermelha. O modelo determinado para representar a resistência à

compressão foi o da Equação 2, a seguir descrita.

102,435,38a/c

fc = .[1- (0,338.rag + 0,152.ram + 0,275.rcg + 0,067.rcm + 0,371.rvg - 0,138.rvm)]( ) , (2)

onde a/c = relação a/c; rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agre-

gado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto;

rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de

cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha.


47

Figura 5 – Comportamento da resistência à compressão do concreto em função dos teores de substituição do agregado natural pelo reciclado, onde rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha

A Figura 5 apresenta o reflexo na resistência à compressão em função das

variações na composição dos agregados de RCD, para um concreto de relação a/c

igual a 0,60, estimado através do modelo da Equação 2, podendo-se verificar que:

a) a substituição do agregado graúdo natural pelos agregados graúdos recicla-

dos produziu um efeito maior sobre a resistência à compressão do que a

substituição do agregado miúdo;

b) entre os agregados graúdos reciclados utilizados, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha exerceu a maior influência sobre essa propriedade, com

redução de 19%, para 50% de substituição, e de 38%, para 100% de substi-

tuição. O agregado reciclado de concreto exerceu a menor influência, com

redução de 14% e 28%, para 50% e 100% de substituição respectivamente;

c) segundo o modelo obtido, tanto os agregados miúdos reciclados de

argamassa quanto os de concreto exercem pouca influência na resistência

à compressão dos concretos com eles produzidos, apresentando uma

redução de apenas 8% e 3%, respectivamente, para 50% de substituição, e

de 15% e 7%, respectivamente, para 100% de substituição; e

d) é observado um incremento na resistência à compressão ao se substituir o

agregado miúdo natural pelo reciclado miúdo de cerâmica vermelha,

fc (

MPa

)

Teor de substiuição

60555045403530252015

0% 50% 100%

a/c=0,60

rag rcg rvg ram rcm rvm

48


chegando a 7% de acréscimo na resistência, para 50% de substituição, e

14%, para 100% de substituição. O acréscimo na resistência, ao se usar

esse tipo de agregado, possivelmente é resultado das reações pozolânicas

que ocorrem, melhorando a matriz e a zona de transição entre a pasta e o

agregado, e consequentemente melhorando as propriedades mecânicas

dos concretos produzidos.

De acordo com os dados experimentais, com relação ao módulo de deformação

dos concretos com agregados reciclados, pode-se concluir que também foi possível mo-

delar o comportamento do módulo de deformação, obtendo-se um modelo matemáti-

co que descrevesse o comportamento dessa propriedade aos 28 dias, com um elevado

coeficiente de determinação (R2 = 0,99), ao se variarem o tipo e o teor de substituição

dos agregados graúdos e miúdos naturais pelos agregados reciclados de concreto, de

argamassa e de cerâmica vermelha. O modelo encontrado consta na Equação 3.

21,69a/c 0,5

Ec = .[1-(0,352.rag + 0,158.ram + 0,231.rcg + 0,110.rcm + 0,440.rvg - 0,113.rvm)]( ) , (3)

onde a/c = relação a/c; rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agre-

gado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto;

rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de

cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha.

A Figura 6 apresenta o reflexo no módulo de deformação em relação às varia-

ções na composição dos agregados de RCD, para um concreto de relação a/c 0,60,

estimado pelo modelo da Equação 3. Pode-se observar que:

a) a substituição do agregado graúdo natural pelos agregados graúdos

reciclados também produziu um efeito maior sobre o módulo de deforma-

ção do que a substituição do agregado miúdo;

b) entre os agregados graúdos reciclados utilizados, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha também exerceu a maior influência sobre essa proprie-

dade, com redução de 22%, para 50% de substituição, e de 44%, para


49

100% de substituição. Da mesma maneira que, para a resistência à

compressão, o agregado reciclado de concreto também exerceu a menor

influência sobre o módulo de deformação, com redução de 12% e 23%,

para 50% e 100% de substituição respectivamente;

c) para os agregados miúdos reciclados, os concretos confeccionados

comportaram-se de forma mais homogênea que os produzidos com os

agregados graúdos reciclados, uma vez que as perdas no módulo de defor-

mação apresentadas foram de 8%, 5% e 6%, para os concretos com 50%

de substituição dos agregados miúdos naturais pelos reciclados de

argamassa, de concreto e de cerâmica vermelha respectivamente. Para

100% de substituição, a perda no módulo de deformação foi de 16%, 11%

e 11% respectivamente, ou seja, resultados bastante similares; e

d) os modelos propostos para a resistência à compressão e para o módulo

de deformação dos concretos com agregados reciclados apresentaram

valores que, quando correlacionados, obtiveram um bom coeficiente de

determinação (R2 = 0,80). A Equação 4 descreve a correlação encontrada

entre tais variáveis.

Ec = 0,43. fc + 9,33 (4)

Figura 6 – Comportamento do módulo de deformação em função dos teores de substituição do agregado natural pelo reciclado, onde rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha

Ec (

GPa

)

Teor de substiuição

36

30

24

18

120% 50% 100%

a/c=0,60

rag rcg rvg ram rcm rvm

50


De posse dos modelos propostos para se determinarem a resistência à com-

pressão e o módulo de deformação dos concretos feitos com agregados reciclados,

simulou-se o uso dos agregados reciclados de resíduo de construção e demolição de

algumas cidades brasileiras na fabricação de concretos, com o intuito de se avaliar o

desempenho desses concretos para as propriedades modeladas. As principais con-

clusões a respeito dessa simulação são:

• para todas as propriedades estudadas, os concretos de mesma relação

água/cimento e um mesmo tipo e teor de substituição apresentaram com-

portamento bastante similar, independentemente da origem dos agregados

reciclados, como mostra a Figura 7. O teor de argamassa no RCD varia de

29,4%, em Maceió, para 65,5% em São Carlos. O teor de concreto varia de

4,5%, em São Carlos, para 42,7% em Salvador. O material cerâmico varia de

14,6% para 50,9%, de Salvador para Maceió respectivamente. A diferença

percentual máxima obtida entre as resistências à compressão para os con-

cretos simulados para um mesmo tipo de substituição e uma mesma relação

água/cimento foi de 9,3%, 4,5% e 12,9%, para os concretos com 100% de

substituição de agregado miúdo, 100% de substituição do agregado graúdo e

100% de substituição do agregado miúdo e graúdo respectivamente.

Resi

stên

cia

à co

mpr

essã

o (M

Pa)

Relação a/c e teor de agregado reciclado

504540353025201510

50

Ribeirão Preto/SPSão Carlos/SPPorto Alegre/RS Salvador/BA

Campina Grande/PBMaceió/AL

São Paulo/SP

100%Miúdo

0,45

100%Graúdo

100%Graúdo e

100%Miúdo

100%Miúdo

0,6

100%Graúdo

100%Graúdo e

100%Miúdo

100%Miúdo

0,75

100%Graúdo

100%Graúdo e

100%Miúdo

Figura 7 – Resistência à compressão dos concretos feitos com agregados reciclados de RCD de algumas cidades brasileiras (CABRAL, 2007)


51

Com base nos resultados expostos anteriormente, observa-se que o impacto

causado nas propriedades do concreto pelas máximas variações nas composições

dos agregados de RCD é relativamente pequeno, podendo ser incorporado em um

coeficiente de segurança. Dessa forma, eliminar-se-iam ensaios complexos de con-

trole das características do agregado, possibilitando seu uso no setor produtivo.

Uma vez contornado o grande entrave com relação ao uso do agregado

de RCD, buscou-se definir componentes de construção que pudessem ser pro-

duzidos com esses agregados. Partiu-se da experiência prévia do nosso grupo de

pesquisa (PETTERMANN et al., 2003) e do levantamento dos trabalhos desen-

volvidos por outros pesquisadores.

Para realizar o estudo comparativo técnico/econômico dos componentes

com RCD, foram dosados os concretos e produzidos, em laboratório, “pavers”,

blocos de vedação e meio-fio, contemplando a substituição parcial da areia (20%)

e total (100%) do pó de pedra por RCD, buscando-se o traço mais adequado para

cada componente, a partir da melhor relação resistência/custo. Após, comparan-

do-se componentes de mesmo desempenho mecânico, produzidos com e sem

RCD, realizou-se uma análise de custos para os diferentes componentes (“pa-

vers”, blocos de vedação e meio-fio), conforme consta na Tabela 12. Com base

nesses dados, concluiu-se que o bloco de vedação é o componente que agregou

maior vantagem econômica, sendo o mais promissor para ser desenvolvido a par-

tir da reciclagem dos RCDs, seguido pelo bloco intertravado de concreto para

pavimentação (“paver”). Deve-se levar em consideração a necessidade crescente

da produção de blocos de concreto de vedação e estruturais, tanto para atender a

programas de habitação para população de baixa renda como a empreendimentos

imobiliários de médio e elevado padrão de acabamento.

Outro possível destino do RCD é a utilização como agregado para concre-

tos e argamassas, que, comparado com o material similar disponível no mercado,

traz uma redução de preço do agregado, podendo refletir em redução de custo

do concreto.

52


“Pavers” Bloco de vedação Meio-fio

Sem RCD Com RCD Sem RCD Com RCD Sem RCD Com RCD

Cimento (R$/m³) 165,50 165,50 75,60 75,60 75,60 75,60

Areia (R$/m³) 13,50 11,30 18,30 15,40 18,70 15,70

Pó de pedra (R$/m³) 6,00 1,20 10,00 2,00 0,60 0,10

Pedrisco (R$/m³) 13,40 13,40 6,20 6,20 13,60 13,60

Brita 1 (R$/m³) - - - - 6,00 6,00

Custo Total de Materiais (R$/m³)

198,40 191,40 110,10 99,20 114,50 111,00

Valores estabelecidos baseados nos preços de mercado na cidade de Porto Alegre, em 2005.

Com base nos resultados obtidos (Tabela 12), foi executada a transferência

tecnológica por meio de treinamento prático e monitoramento inicial de todo o pro-

cesso de produção de “pavers” em escala real, em uma indústria de pré-moldados.

Tabela 12 – Análise de custo de artefatos de cimento com e sem utilização de RCD

O estudo foi realizado na empresa Oliveira Indústria de Concretos, loca-

lizada em Sapucaia do Sul, RS, mediante a produção de blocos de pavimentação

do tipo “Unistein”, com 80 mm de espessura nominal, utilizando-se diferentes

traços de concreto.

(a) (b)

Figura 8 – Produção dos “pavers” com agregados reciclados: (a) equipamento de vibroprensagem e (b) aspecto final dos “pavers”


53

Mistura

Traço unitário (em massa)Teor de

argamassa (%)

C (kg/m³)Cimento Cinza

volante

Agregado miúdo natural

Areia reciclada

Pedrisco natural

Pedrisco reciclado

1 1 - 2,32 - - 1,40

2 1 0,50 - 7,47 1,65 - 84 195

3 1 0,50 7,47 - - 1,41 86

Observação: A quantidade de água das misturas foi ajustada para a obtenção de concretos com características reológicas que possibilitassem a moldagem, com o melhor acabamento possível.

Os traços dos concretos produzidos para a fabricação dos blocos de pavi-

mentação foram obtidos a partir da realização de um estudo experimental em labo-

ratório, com agregados reciclados, e a partir do proporcionamento usualmente uti-

lizado pela empresa Oliveira, substituindo-se agregados naturais, graúdo ou miúdo,

por agregados reciclados. As fotos da Figura 8 mostram a produção dos “pavers”

com agregados reciclados.

Foram produzidos “pavers” com agregado miúdo natural e agregado graúdo

reciclado (pedrisco reciclado) – misturas 1 e 3 – e com agregado miúdo reciclado e

agregado graúdo natural – mistura 2. O agregado graúdo reciclado foi pré-molhado

antes da mistura com 7% de água em relação à massa de agregado por um período

de 15 min.

A Tabela 13 apresenta os traços utilizados na produção dos “pavers”.

Tabela 13 – Traços das misturas produzidas

De cada mistura produzida foram ensaiados blocos de pavimentação para a

determinação da resistência à compressão, segundo a NBR 9780 (ABNT, 1987b), e

absorção de água, em analogia à NBR 9778 (ABNT, 2005). Os ensaios foram rea-

lizados no Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e

Tecnologia (Cientec).

A fim de comparar os resultados dos “pavers” confeccionados com agre-

gados reciclados e os obtidos com agregados naturais, também foram ensaiados

“pavers” produzidos pela empresa. A Tabela 14 apresenta os resultados obtidos.

54


Tabela 14 – Traços das misturas produzidas

Figura 9 – Blocos de pavimentação ensaiados

4 Considerações finais

Com base nos resultados obtidos expostos anteriormente, pode-se concluir

que é viável técnica e economicamente produzir concreto a partir da substituição de

agregados naturais por agregados reciclados de resíduos de construção e demolição.

Um dos grandes gargalos, que é a variabilidade da composição e da densidade dos

agregados de RCD, pode ser solucionado mediante a adoção de um coeficiente de

segurança que contemple os reflexos dessa variabilidade nas propriedades do con-

creto. Com tal variabilidade nas propriedades, os diferentes modelos desenvolvi-

dos nesta pesquisa mostraram ser, para a resistência à compressão, de, no máximo,

A Figura 9 mostra os blocos ensaiados.

Resistência característica à compressão - fpk (MPa)

Absorção de água (%)

Mistura 1 33,5 4,7

Mistura 2 17,7 10,0

Mistura 3 23,1 2,5

Traço convencional 33,9 4,7


55

9,3%, 4,5% e 12,9%, para os concretos com 100% de substituição de agregado mi-

údo, 100% de substituição do agregado graúdo e 100% de substituição do agregado

miúdo e graúdo respectivamente. Dessa forma, eliminar-se-iam ensaios complexos

de controle das características do agregado, possibilitando seu uso no setor produti-

vo. Cabe ressaltar que o comportamento do concreto com agregados reciclados não

pode ser previsto por meio da composição ou da densidade desses agregados, uma

vez que, dependendo da propriedade considerada, ambos ou até outros aspectos

influenciam no comportamento. Das propriedades avaliadas, somente o módulo de

deformação apresentou relação apenas com a densidade; as demais foram influencia-

das por diversas características dos agregados.

Do ponto de vista de transferência tecnológica, constatou-se que é possível

a utilização desses resíduos sem alterar significativamente o processo, com ganhos

econômicos e ecológicos.

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José Mario Doleys Soares é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestre em Engenharia Civil (1985) e doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande

do Sul (UFRGS), especialista em Agente de Inovação Tecnológica (2007) pela UFSM. Atualmente é professor de graduação e de

mestrado em Engenharia Civil da UFSM e pesquisador/assessor do Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC). Atua nas áreas

de geotecnia, materiais, componentes e patologia de construções.

Marcus Daniel Friederich dos Santos é engenheiro civil (1995) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestre em

Engenharia Civil (1999) pela UFSM, doutorando em Engenharia Civil na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua como professor e pesquisador do curso de Arquitetura e Urbanismo na Universidade de

Santa Cruz do Sul e consultor em alvenaria estrutural.

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

61

3.Aprimoramento tecnológico de

habitações populares construídas com materiais alternativos

José Mario Doleys Soares e Marcus Daniel Friederich dos Santos

1 Introdução

O déficit habitacional é uma questão preocupante e de grande amplitude

em nosso país. Uma grande parcela da população vive em submora-

dias. A pequena capacidade de atendimento à demanda, por parte de

programas habitacionais, especialmente para faixa salarial de até três salários míni-

mos, tende a agravar essa situação, já calamitosa. Conforme divulgação feita pela

Fundação Getúlio Vargas, o déficit habitacional em 2006 era de 7,96 milhões de

moradias (GARCIA; DIAS, 2007).

A habitação de interesse social pressupõe a fixação de padrões mínimos e

de padrões máximos de habitabilidade, mas sem dúvida nenhuma a primeira dificul-

dade está precisamente em definir esses padrões, pois a exigência do usuário depen-

de de vários fatores como nível cultural, percepção, possibilidades, país e região

(MITIDIERI Fº; HELENE, 1998; ZENHA, 1997).

O conceito de habitação de interesse social é dependente das condições de

espaço e de tempo em que é formulado, mas está relacionado com o atendimento

das necessidades de habitação da população de baixa renda (SOARES, 2007).


62

A partir da década de 1960, ocorreu um desenvolvimento acelerado da indús-

tria brasileira de materiais de construção civil, em decorrência de políticas habita-

cionais (criação do Banco Nacional de Habitação – BNH), que atraiu investimento

privado. Disso resultou a introdução de uma série de novos materiais, componentes

e sistemas construtivos no mercado. Entretanto, fatores de qualidade e produtividade

foram negligenciados (ZENHA, 1988).

Embora a ação do BNH fosse falha em muitos pontos, com sua extinção

a moradia popular ficou órfã, passando por vários ministérios e secretarias, sem

que se conseguisse definir com clareza um padrão de política a ser implementado

(CARDOSO; RIBEIRO, 2002).

Um novo modelo de financiamento, de inspiração clientelista, se estabeleceu

desde o final dos anos 80, com base no apoio a projetos desenvolvidos sob iniciativa

local, de governos municipais progressistas comprometidos com políticas sociais e

com a democratização da gestão local. Os governos municipais, ao assumirem o

vácuo deixado pela não-política federal, vêm gerando um novo padrão descentra-

lizado de política pública, com alto grau de inovação, que vem se firmando como

uma alternativa válida e desejável (CARDOSO; RIBEIRO, 2002).

Na década de 1980, na busca do atendimento da demanda e redução de cus-

tos, foi consolidada a industrialização da construção com a introdução massiva de

novos sistemas construtivos (pré-fabricação, mecanização e produção em escala).

Os principais entraves foram a falta de tecnologia nacional e a importação dos

sistemas, que gerou problemas relacionados a projeto e à produção em escala, e o

consequente retorno ao processo tradicional de produção (SOARES, 2007).

Nos últimos anos, lançou-se no mercado uma série de inovações tecnológi-

cas que pretendem trazer soluções para as expectativas de mercado. Entretanto, em

alguns casos, por se tratar de inovações que nunca foram utilizadas, não há compro-

vação das vantagens alegadas pelos fabricantes (SABADINI; SABBATINI, 2004).

Órgãos financiadores do segmento habitacional, como a Caixa Econômica

Federal (CEF), têm adotado um conjunto de critérios rigorosos para a aprovação


63

de sistemas construtivos inovadores (segurança estrutural e ao fogo, durabilidade,

estanqueidade à água, conforto térmico e acústico, entre outros).

A inovação, segundo Bonin e Amorin (2006), está diretamente relacionada

com uma transformação do ambiente de produção, seja pela introdução de um novo

produto ou serviço, seja pela mudança de processos ou técnicas de gestão.

A inovação tecnológica, no processo de produção de uma unidade habitacio-

nal, pode ser considerada como um aperfeiçoamento resultante de atividades de pes-

quisa e de desenvolvimento, internas ou externas à empresa, aplicado ao processo de

produção, objetivando a melhoria do desempenho, da qualidade da unidade ou de

parte dela (BARROS, 1996).

Sayegh (2002) e Soares (2007) fazem revisões bibliográficas sobre inovações

tecnológicas em habitações de interesse social em que mencionam diversas pesquisas

e experiências nacionais (e.g. CÉSAR; ROMAN, 2006; SATLER, 2003; SOARES

et al., 2006; SZUCS, 2006).

Na busca de soluções para o déficit habitacional com utilização de materiais

regionais e processos construtivos viáveis para um município de médio porte, a

Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, no RS, desenvolveu na década de 1990

um sistema construtivo constituído de pilares e de placas pré-moldadas de concreto

utilizando resíduo de borracha proveniente de recauchutagem de pneus na mistura

para a confecção das placas. A ênfase está na produção de unidades habitacionais de

custo reduzido, voltada a atender às famílias menos favorecidas que ocupam lugares

inadequados para habitar.

Associado à questão habitacional, contempla também a preservação ambien-

tal, pois a utilização do resíduo colabora na preservação do meio ambiente, median-

te a destinação de um rejeito que é depositado em lixões. Além disso, há a redução

no custo, pois o resíduo não tem valor comercial.

O caráter social do projeto é outra característica marcante sob dois aspectos:

a) para a fabricação das placas e pilares da habitação, é utilizada mão de obra carcerá-


64

ria, que é importante para a ressocialização do apenado, além de baratear a mão de

obra na fabricação dos pré-moldados; e b) o envolvimento da família contemplada,

que tem por base a filosofia de mutirão. A participação do proprietário na constru-

ção da habitação é uma forma de vínculo e valorização que se institui entre o bem

adquirido e o proprietário.

Pessoas com moradias mais bem estruturadas começam a reestruturar sua

autoestima e imagem, o que provoca um despertar da cidadania.

Este projeto objetivou contribuir para o aprimoramento do sistema construti-

vo desenvolvido pela Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, que já tinha constru-

ído 241 unidades habitacionais isoladas, com idades de 1 a 7 anos de uso.

2 Metodologia

A metodologia compreendeu uma avaliação do já existente – materiais, pro-

cesso construtivo e unidades construídas – e proposição de melhorias. A sequência

do estudo compreendeu etapas e metas como: avaliação pós-ocupação (APO) das

unidades construídas através de vistorias detalhadas e aplicação de questionário junto

aos moradores; propostas de novas tipologias e projetos; dosagens e novos traços e

ensaios químicos (análise de contaminantes); moldagens e ensaios de componentes

e paredes com diferentes espessuras (resistência, acústica, térmica, estanqueidade à

água, resistência ao fogo); construção de um protótipo e de uma maquete; análise

do protótipo em relação aos projetos e ensaios (medição de temperatura, ensaios

de impacto, avaliação diante de intempéries como sol e chuva); elaboração de um

manual de construção e de um DVD com animações sobre todo o sistema constru-

tivo; e análise crítica final do sistema construtivo. Os itens a seguir apresentam o

desenvolvimento e os resultados da pesquisa.

2.1 Avaliação pós-ocupação

Inicialmente foi realizado um estudo do sistema construtivo e elaborado um

questionário de avaliação pós-ocupação das 241 casas, construídas em 6 conjuntos ha-


65

bitacionais na região da periferia da cidade de Santa Cruz do Sul, no RS. Foi definida

uma amostra de 27% das habitações existentes, o equivalente a 58 residências. Desse

universo 60,34% possuem 60 m² e 39,66% possuem 40 m², no projeto original.

No período em que foi realizada a avaliação, existiam conjuntos habitados

com idades entre 1 e 7 anos.

As casas de 40 m² (Figura 1) eram entregues com peça única (quatro paredes

e sem divisórias), forro em isopor, piso em cimento bruto, sem revestimento interno

das paredes, instalações elétricas e hidráulicas aparentes, cobertura metálica (zinco)

e estrutura de telhado em metal, que, com o tempo, em função da redução de cus-

tos, foi trocado por madeira. Já as de 60 m² possuíam divisórias e forro em madeira,

piso em cimento bruto, sem revestimento interno das paredes, instalações elétricas

e hidráulicas aparentes, cobertura por vezes metálica e outras em fibrocimento,

com estrutura do telhado em madeira.

Figura 1 – Fachada da casa de 40 m²

Todos os loteamentos ficam distantes do centro da cidade, na opinião dos

moradores, não possuindo boa infraestrutura (pavimentação e praças), tendo so-

mente iluminação pública, abastecimento de água e coleta de lixo adequados.


66

Quanto ao transporte coletivo, segundo os moradores, é considerado insuficiente

em relação a horários. A rede de esgoto é com fossa e filtro, e posteriormente

ligada à rede pluvial.

O acesso a serviços, trabalho, saúde, educação e lazer foi considerado ruim

pelos moradores, em função da inexistência de estrutura ou da distância.

Segundo a avaliação feita pelos moradores, por meio de opinião em entrevis-

ta, quanto ao desempenho estrutural, as placas e os pilares não sofreram maiores

danos. Já os montantes de madeira utilizados nos banheiros apodreceram com faci-

lidade (Figura 2). Observou-se que não existem reclamações quanto à passagem de

água das chuvas pelos encaixes das placas e dos pilares.

Figura 2 – Umidade nas placas do banheiro

Nas esquadrias, todas em ferro, observou-se a má qualidade dos materiais

empregados, acarretando problemas de ferrugem, quebra de ferragens e mau fecha-

mento delas, trazendo insegurança aos moradores.

As instalações elétricas e hidráulicas, apesar de serem aparentes, não apresen-

taram problemas quanto a seu funcionamento e quantidade de pontos.


67

ITEM RESULTADO

Origem da família Aluguel = 46%; Moravam de favor = 45%; Área de risco = 9%

Dimensões dos lotes Testada = 8 m a 13 m; Profundidade = 10 m a 30 m

Construção por mutirão Sim = 62%; Não = 38%

Renda familiar (R$) Até 3 salários mínimos = 86%; Mais de 3 salários = 14%

Faixa etária Até 18 anos = 48%; 18 a 60 anos = 49%; Mais de 60 anos = 3%

Conforto no inverno Muito bom = 14%; Bom = 50%; Ruim = 36%

Conforto no verão Muito bom = 10%; Bom = 52%; Ruim = 38%

Divisórias Madeira = 52%; Alvenaria = 17%; Placas = 2%, Sem divisória = 29%

A maioria das casas teve alterações de seu espaço físico interno, realizadas

por iniciativa dos moradores, através de divisórias feitas em madeira, criando com

isso áreas separadas para quartos. Algumas casas sofreram ampliações na parte

externa, em sua maioria realizadas pelos próprios moradores, seja para ampliar a

cozinha ou para criar um novo quarto.

Os pontos positivos da habitação apontados pelos entrevistados foram: não

pagar aluguel; as paredes e estruturas não serem de madeira; e boa ventilação.

Já os pontos negativos dizem respeito a: esquadrias (durabilidade e funcio-

namento); tamanho das peças (cozinha e quarto); temperatura dentro da casa em

dias de temperaturas extremas; localização distante em relação ao centro da cidade

(média de 10 km); banheiro externo; e cobertura de telhas de zinco.

Ao ser questionada, na entrevista, sobre a aparência da casa, a maioria consi-

derava boa e gostava de morar nesse tipo de habitação, bem como estava satisfeita

com a moradia.

A Tabela 1 apresenta uma síntese de outros aspectos relacionados à APO.

Tabela 1 – Resumo de itens complementares da APO

2.2 Propostas de tipologia

A partir dos resultados obtidos na avaliação pós-ocupação foram propostos

novos projetos de habitações considerando as mudanças sugeridas e necessárias para

o melhor conforto e a satisfação dos moradores, bem como o cumprimento da legis-


68

lação vigente nos quesitos iluminação, ventilação e demais itens que se destinam a

regular as edificações.

Para a elaboração dos projetos propostos para as edificações foram considera-

dos, entre outros itens, o aumento da espessura das placas de 3 cm para 5 cm, banheiro

interno e próximo à cozinha para economia das instalações hidrossanitárias, coloca-

ção de forro, substituição das esquadrias metálicas por esquadrias de madeira, vedação

entre as placas com argamassa, disposição dos pilares e cantoneiras metálicas, de

modo a evitar montantes de madeira em áreas molhadas, aumento dos beirais, co-

bertura com telhas onduladas de fibrocimento (sem amianto) em duas águas com

orientação frente–fundo e divisórias internas de placas de concreto.

Foram elaborados projetos completos para edificações de 29,13 m², 29,28 m²,

44,32 m² e 59,60 m², considerando a possibilidade de construção das edificações em

fita e/ou geminadas.

Nas Figuras 3 a 9 são apresentadas algumas plantas relativas aos projetos

desenvolvidos, que, por questão de espaço, não podem ser aqui detalhados, mas

constam do relatório final do projeto.

(a) (b)

Figura 3 – Planta baixa humanizada – (a) Área total: 29,13 m² , (b) Área total: 29,28 m²


69

Figura 4 – Planta baixa humanizada – Área total: 44,32 m²

Figura 5 – Planta baixa mobiliada – Área total: 44,32 m²


70

Figura 6 – Fachada – Área total: 44,32 m²

Figura 7 – Planta baixa de locação dos pilares – Área total: 44,32 m²


71

Figura 8 – Corte BB’ – Área total: 44,32 m²

Figura 9 – Planta baixa humanizada – Área total: 59,60 m²


72

2.3 Estudo de dosagens e análise química

Para estudar as dosagens adequadas para a produção das peças pré-moldadas,

foram utilizados cimento CP-V, por ser mais adequado para pré-moldados, areia

com diâmetro médio de 4,8 mm, resíduo de borracha com granulometria indicando

20%, com diâmetro acima de 3,0 mm, d50 igual a 5,0 mm e d80 igual a 9,0 mm,

britas 0 e 1.

Na Figura 10 são apresentados os resultados dos ensaios de resistência à

compressão para diferentes traços (cimento:areia:borracha). O traço 1:2:0,5 apre-

senta um bom equilíbrio entre a resistência à compressão e o baixo consumo de

cimento, sendo definido como traço para placas de 3,0 cm de espessura.

8,5710,67 10,98

12,73

10,6112,72

3,13 3,17

7,088,6

1:1:1 1:1:0,5 1:2:1 1:2:0,5 1:2:2

20

15

10

5

0

MPa

Traço

7 dias 28 dias

Figura 10 – Teste de resistência à compressão (CP-V)

Em função da avaliação pós-ocupação quanto ao conforto térmico e de en-

saios acústicos que indicaram 21 dB para placas sem rejuntamento, optou-se por

adotar placas com espessuras de 5,0 cm e rejuntamento. A adição de britas 0 e 1

no estudo de novos traços, conforme mostra a Figura 11, levou à adoção do tra-

ço 1:2:2:0,5 (cimento:areia:brita 1:borracha) para a produção de placas de 5,0 cm

de espessura.


73

Resi

stên

cia

(MPa

)

1:2:1,5:0,5 1:2:2:0,5 1:2:1,5:0,5 1:2:2:0,5brita 1 brita 1 brita 0 brita 0

20

15

10

5

0

Traço

14,31 14,38

11,99 12,48

Figura 11 – Teste de compressão aos 28 dias

Foram avaliadas as características de hidrofilicidade da borracha, da mobili-

dade de compostos químicos e características microbiológicas nos compósitos.

Especificamente, nessa parte do projeto buscou-se determinar as propriedades

físico-químicas do material compósito, analisando a mobilidade de elementos por

meio de ensaios de solubilidade e lixiviação, assim como a influência do tratamento

superficial da borracha sobre as propriedades mecânicas do concreto produzido.

Para estudar o comportamento das placas de concreto com resíduos de bor-

racha como material agregado, dois tipos de corpos-de-prova (CP) foram confec-

cionados. O primeiro tipo continha cimento, areia e borracha no traço 1:2:0,5, e

o segundo, composto de cimento, areia, brita 1 e borracha, de acordo com o traço

1:2:2:0,5.

Os efeitos da borracha e de sua hidrofilicidade, sobre o comportamento das

placas de concreto, foram estudados mediante o tratamento superficial dela com

soluções de ácido sulfúrico (H2SO4) e soda cáustica (NaOH) em diferentes concen-

trações. Os resultados desses tratamentos foram avaliados por meio de ensaios de

resistência à compressão axial. Para efeitos de comparação também foram confec-

cionados corpos-de-prova com o traço com borracha sem tratamento.


74

Os resultados indicam que o tratamento com soda cáustica 1 molar aplica-

do à borracha modifica a resistência do compósito areia:cimento:resíduo de bor-

racha. O material apresentou uma resistência à compressão aos 90 dias de 22,28

MPa. Comparando-se com o material com borracha sem tratamento, cuja resis-

tência à compressão após 90 dias foi de 15,11 MPa, pode-se verificar um aumento

de 7,17 MPa. Assim sendo, esse foi o tratamento escolhido para a confecção dos

corpos-de-prova de areia:cimento:resíduo de borracha. Para os corpos-de-prova

de areia:cimento:resíduo de borracha:brita, entretanto, a adição de borracha trata-

da não acarretou nenhum aumento na resistência à compressão quando compara-

do com o material com a borracha sem tratamento.

O teste microbiológico realizado na amostra (areia : cimento : resíduo

de borracha : brita) sem tratamento apresentou a presença de NMP de colifor-

mes termotolerantes < 20 mg/L -1 e de NMP de coliformes totais < 20 mg/L -1,

demonstrando assim que o compósito não apresenta nenhuma contaminação

microbiológica.

A Figura 12 mostra os resultados de microscopia eletrônica com uma

amostra contendo cimento, areia e resíduo de borracha sem tratamento. Observa-

se que não existe uma interação entre a borracha e a matriz de concreto, e sim

apenas encapsulamento. A análise realizada no compósito com tratamento apre-

senta maior aderência entre a borracha e a matriz de cimento, o que pode ser

observado na Figura 13.

Figura 12 – Borracha encapsulada


75

Figura 13 – Aderência com a matriz de cimento

Os resultados do teste de lixiviação – NBR 10005, com o compósito

areia:cimento:resíduo de borracha:brita, mostram que todos os elementos têm suas

concentrações abaixo do limite máximo estabelecido pela norma, demonstrando

assim que o compósito não lixivia nenhum contaminante para o meio ambiente.

A adição desse resíduo não apresenta nenhuma periculosidade para o meio

ambiente e para a saúde, uma vez que não mobiliza metais pesados, nem contribui

com micro-organismos.

2.4 Ensaios de laboratório em paredes

A avaliação, em laboratório, de paredes construídas com placas e pilares

compreendeu ensaios de resistência à compressão dos pilares, isolação sonora, es-

tanqueidade à água e impactos de corpo mole e corpo duro.

Para a avaliação da isolação sonora foram realizados dez ensaios em câmara

reverberante, com padrões internacionais de qualidade, do Laboratório de Termo-

Acústica da UFSM, observando todas as recomendações da ISO 140. A Figura 14

mostra detalhe de uma parede na câmara de ensaio.

Figura 14 – Parede vista da câmara de emissão


76

A Tabela 2 apresenta uma síntese dos resultados dos ensaios que foram reali-

zados para paredes com 30 mm e 50 mm de espessura e diferentes condições de

vedação, revestimento e abertura.

Os resultados dos ensaios demonstraram claramente a deficiência da isolação

sonora do sistema construtivo com relação à estanqueidade ao ar, apenas 21 dB,

conforme a Tabela 2. O aumento do isolamento torna-se mais significativo a partir

da completa vedação e estanqueidade do conjunto pela utilização de argamassa de

assentamento e rejunte dos painéis, com um ganho na isolação de 15 dB (Tabela 2)

em relação à situação sem vedação.

Tabela 2 – Ensaios de isolação sonora

Espessura da placa (mm) Condição da parede Isolação sonora (dB)

30

Simplesmente encaixados 21

Juntas vedadas com fita-crepe 27

Assentados e rejuntados com argamassa 36

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri

40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri e janela com vidro e veneziana

26

50

Simplesmente encaixados 22

Juntas vedadas com fita-crepe 26

Assentados e rejuntados com argamassa 40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri

40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri e janela com vidro e veneziana

26

A adoção do revestimento interno com lambri de pínus melhorou ainda mais

o isolamento, porém a simples colocação de uma janela comprometeu novamente

o isolamento do conjunto, confirmando que a falta de estanqueidade constitui-se

no principal fator de influência negativa para a obtenção de níveis aceitáveis de

isolamento sonoro.


77

A comparação entre os resultados dos ensaios para placas de 30 mm e 50

mm de espessura não indicou diferença significativa, demonstrando a deficiência

da isolação sonora devido à estanqueidade ao ar.

A avaliação de paredes quanto a impactos de corpo mole e corpo duro (esfera

com massa de 500 g) foi realizada no Laboratório de Materiais da Universidade

de Santa Cruz do Sul (Unisc), segundo procedimentos recomendados pela ABNT

MB-3256, em paredes com espessura de 30 mm e traço 1:2:0,5. Os resultados indi-

caram que a parede atende aos critérios quanto ao impacto de corpo duro, mas para

o ensaio de corpo mole houve ruptura da placa para a energia de impacto de 360 J,

correspondente à altura de queda de 90 cm do saco padrão de massa de 40 kg. Esse

resultado levou à decisão de aumentar a espessura da parede para 50 mm e melhorar

o traço com adição de brita e redução da adição de resíduo. Mais detalhes sobre os

ensaios são apresentados nos ensaios do protótipo.

Figura 15 – Ensaio de estanqueidade à água

O ensaio de estanqueidade à água em paredes montadas em laboratório foi

realizado na Fundação de Ciência e Tecnologia do RS (Cientec), ensaio que consiste

em testar uma superfície de 1,0 m2 de parede exposta à ação combinada de filme de

água e pressão de ar (Figura 15). Os ensaios foram realizados em épocas diferentes

e em paredes sem pintura, condição desfavorável: um ensaio foi realizado em 1999,

no sistema anterior a este estudo, em parede sem rejuntamento das placas e resultou

em escoamento pelas juntas, tendo sido, portanto, reprovado. Durante este estudo


78

foram feitos dois ensaios pela Cientec utilizando placas de 5,0 mm de espessura com

rejuntamento das placas, aplicando-se a mesma metodologia. Um dos ensaios foi to-

talmente aprovado, e no segundo ocorreu vazamento de água por uma junta, indican-

do deficiência no rejuntamento, talvez pela pouca experiência dos montadores das

paredes, que eram auxiliares de laboratório. Na APO, todos os moradores entrevis-

tados afirmaram que não tiveram problemas de infiltração de água pelas paredes.

2.5 Construção do protótipo e elaboração de manual e DVD

Para a comprovação da eficiência e a melhoria no aprimoramento das mora-

dias foi construído um protótipo de uma casa. Para essa construção foi escolhido

o projeto arquitetônico de 44,32 m² com 2 dormitórios, sanitário e sala integrada

com a cozinha, além de uma pequena área de serviço, conforme as Figuras 4 a 8. A

Figura 16 mostra a posição dos pilares a partir da planta baixa da Figura 7.

Figura 16 – Posição dos pilares em planta – 44,32 m²


79

A residência serviu como protótipo das qualidades arquitetônicas, estru-

turais e térmicas. Todos os dados antes englobados, apenas em dimensões 2D,

passaram a ser conferidos e analisados no ponto de vista 3D.

A primeira etapa constituiu-se na fabricação das placas de concreto e bor-

racha e de pilares pelos apenados no presídio municipal (Figura 17), sob a orienta-

ção de técnicos. Paralelamente a essa etapa, começaram as obras no terreno, entre

as quais fundação, viga e contrapiso. Após essa etapa, passou-se à colocação dos

pilares que servem de estrutura para a moradia e para as placas, que, em seguida,

são encaixadas, conforme Figuras 18 a 22.

Por fim, após a colocação de cinco placas na vertical, para vencer a altura

estipulada de 2,55 m, foi feita a cinta de amarração e posteriormente a colocação

da cobertura da casa (Figuras 23 a 25).

A maior parte da casa possui aberturas de madeira, e somente na área da

cozinha e do banheiro as aberturas são metálicas.

Ao final da obra foi desenvolvida uma maquete ilustrativa do projeto

(Figuras 26 e 27), além de um modelo tridimensional com detalhamentos cons-

trutivos, um manual prático de construção e um DVD com animação, e elabo-

rado o memorial descritivo de procedimentos e especificações técnicas relatan-

do cada passo de execução da obra.

Figura 17 – Confecção das placas


80

Figura 19 – Montagem da viga baldrame

Figura 20 – Detalhe do encaixe dos pilares

Figura 18 – Marcação e fundações


81

Figura 21 – Contrapiso pronto

Figura 22 – Posicionamento dos pilares

Figura 23 – Telhado e início das paredes


82

Figura 24 – Montagem das paredes

Figura 25 – Protótipo pronto

Figura 26 – Maquete


83

Figura 27 – Detalhe da maquete

2.6 Ensaios no protótipo

No protótipo de habitação foram realizados ensaios de impactos ABNT

MB-3256 de corpo mole e corpo duro, e medições de temperatura interna e externa

ao longo do tempo.

As Figuras 28 e 29 mostram detalhes do ensaio de impacto de corpo mole.

As Tabelas 3 e 4 apresentam os resultados de ensaio de impacto, para parede

sem função estrutural, realizados no protótipo. Pode-se observar nessas tabelas que

os resultados de ensaio atendem às exigências fixadas nas normas da ABNT.

Figura 28 – Altura de impacto


84

H (cm)

Energia (J)

DI (mm)

DR (mm)

Exigências Ensaio

DI (mm) DR (mm) Observações Observações

15 60 0,0 0,0 Sem nenhum dano Sem nenhum dano

30 120 2,0 0,0 4,5 - Sem nenhum dano Sem nenhum dano

45 180 5,0 0,0 - 1,1 Sem nenhum dano Sem nenhum dano

60 240 6,3 1,0 Sem nenhum dano Sem nenhum dano

90 360 8,3 1,0Admitidas fissuras,

escamações e outros danos

Sem nenhum dano

120 480 11,8 2,0Admitidas fissuras,

escamações e outros danos

Trinca na placa

H = Altura de queda; DI = Deformação instantânea; DR = Deformação residual

H (cm) Energia (J) Exigências Ensaio

75 3,75Não sofrer fissuras, escamações, delaminações ou qualquer outro tipo de dano

Marcas superficiais quase imperceptíveis

500 20,0 - Marca com 0,1 mm

Figura 29 – Medição das deformações

Tabela 3 – Resultados de ensaio de corpo duro no protótipo

Tabela 4 – Resultados de ensaio de corpo duro no protótipo


85

Figura 30 – Ensaio de corpo duro

O monitoramento das temperaturas externa e interna do protótipo foi feito

utilizando-se o equipamento denominado HOBO “Temperature Data Logger”. Para

isso, fixaram-se os HOBOs na parte externa, na altura de aproximadamente 3 m,

direcionando para o lado sul e com proteção do beiral, e na parte interna da mesma

placa, na altura aproximada de 2,60 m.

Os HOBOS foram programados para armazenar as medidas durante 13 dias,

em intervalos de 5 min, sendo realizadas medições em sete períodos, compreenden-

do verão e inverno.

A Tabela 5 mostra os resultados máximos e mínimos das temperaturas interna

e externa para os períodos de medição. Observa-se nesta tabela que ocorreram varia-

ções máximas de 6,5 ºC e 2,3 ºC entre as temperaturas externa e interna respectiva-

mente, para o período de verão, e de 1,6 ºC e 2,4 ºC, para o período de inverno.

Tabela 5 – Temperaturas máximas e mínimas medidas

ProtótipoTemperatura interna (ºC) Temperatura externa (ºC)

Máxima Mínima Máxima Mínima

Verão 37,44 21,33 43,91 16,00

Inverno 29,50 7,83 27,91 5,40


86

A Figura 31 mostra variações das temperaturas interna e externa registradas

no protótipo no período de verão.

Figura 31 – Temperatura média diária no mês de janeiro de 2008 – Protótipo


O estudo proporcionou a avaliação e melhorias em um sistema construtivo que

apresenta dois aspectos importantes: a) ambiental – utilização de resíduos de pneus na

composição do traço; e b) social – emprego de mão de obra carcerária na produção

dos componentes pré-fabricados e regime de mutirão na construção das unidades

habitacionais, em que a participação do futuro morador gera vínculo e valorização do

bem adquirido.

A avaliação pós-ocupação permitiu identificar, através de vistorias e de respos-

tas dos moradores, uma série de deficiências (durabilidade das esquadrias, banheiro

fora da casa, cobertura de zinco) e pontos positivos (não pagar aluguel, boa ventila-

ção, não ser de madeira) do sistema construtivo que nortearam o desenvolvimento das

atividades do projeto.

O desenvolvimento de propostas tipológicas e de projetos detalhados

(29,13 m2 a 59,60 m2) contemplou melhorias como alternativas, adequação e modula-

ção arquitetônica, disposição dos pilares de maneira a não ter montantes de madeira

34

32

30

28

26

24

22

20

3/1/

2008

4/1/

2008

5/1/

2008

6/1/

2008

7/1/

2008

8/1/

2008

9/1/

2008

10/1

/200

8

11/1

/200

8

12/1

/200

8

13/1

/200

8

14/1

/200

8

15/1

/200

8

16/1

/200

8

Tem

pera

tura

ºC

Interno Verão Externo Verão


87

no banheiro, divisórias internas, forro, banheiro interno, beirais, vedação das juntas e

instalações elétricas embutidas nos pilares.

O estudo dos materiais e componentes possibilitou o desenvolvimento de novos

traços mais resistentes (1:2:2;0,5 – cimento:areia:brita 1:resíduo), placas mais espessas

(5,0 cm), estudos químicos e biológicos que indicaram não ocorrer mobilidade de com-

postos químicos, nem contaminação biológica. A avaliação acústica mostrou a impor-

tância do rejuntamento das placas com argamassa e nível de isolação sonora adequado.

Os ensaios de estanqueidade à água, o acompanhamento do protótipo expos-

to a chuvas e ventos e as respostas dos moradores confirmam não haver problemas

de estanqueidade.

A construção do protótipo permitiu analisar a qualidade e os ajustes dos pro-

jetos arquitetônicos e complementares e desenvolver um manual construtivo e um

DVD com animações tridimensionais do sistema.

Os testes no protótipo, construído com placas de espessura de 5,0 cm, indi-

caram atendimento aos requisitos de segurança a impactos de corpo mole e corpo

duro. As medições de temperatura, em períodos de verão e de inverno, mostraram

pequenas diferenças de temperatura entre o interior e o exterior do protótipo. Esse é

um fator limitante que está relacionado com a espessura da placa e com a vedação das

aberturas. Na APO, para paredes de placas de 3,0 cm, 63% dos moradores conside-

ram bom e muito bom o conforto térmico ao longo do ano.

Uma linha a ser estudada é a produção de blocos com esse compósito para uso

em projetos racionalizados, utilizando a metodologia de modulação empregada em

alvenaria estrutural.

Estudos de resistência ao fogo ainda não foram executados, em face da monta-

gem do equipamento, que está em fase final e testes.

Ao ser questionada sobre a aparência da casa, a maioria dos entrevistados con-

siderava boa e gostava de morar nesse tipo de habitação, bem como estava satisfeita

com a moradia.


88

Na opinião dos moradores todos os loteamentos ficam distantes do centro da

cidade, não possuindo boa infraestrutura, com transporte coletivo e acesso a serviços,

trabalho, saúde, educação e lazer deficientes. Essas questões, certamente, devem ser

preocupação constante quando do planejamento de conjuntos habitacionais.

Agradecimentos

A equipe de projeto agradece o apoio/financiamento das seguintes entidades:

Financiadora de Estudos e Projeto (Finep), Universidade Federal de Santa Maria

(UFSM), Universidade de Santa Cruz do Sul (Unisc), Fundação de Apoio à Tecno-

logia e Ciência (Fateciens) e Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul.


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90

Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti


Washington Almeida Moura é engenheiro civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS). Obteve título de mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense (1991) e de doutor em Engenharia Civil pela

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000). É professor titular e vice-reitor da Universidade Estadual de Feira de Santana, e Diretor Financeiro da Associação

Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (Antac). Atua na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, e desenvolve

pesquisas relacionadas principalmente aos seguintes temas: reciclagem de resíduos industriais, concreto, argamassa, blocos pré-moldados e durabilidade.

Mônica Batista Leite Lima é engenheira civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e doutora em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2001). É professora adjunta da Universidade Estadual de Feira de

Santana e professora e orientadora do Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental da UEFS. Atua principalmente nos seguintes temas: aproveitamento de resíduos de construção e demolição, reciclagem de resíduos industriais, argamassa, concreto e

peças pré-moldadas.

João Luiz Calmon Nogueira da Gama possui graduação em engenharia civil pela Universidade Federal do Espírito Santo (1978), especialização em engenharia

econômica pelo Centro de Pesquisa e Planejamento do Instituto de Estudos Sociais Clóvis Be (1982), mestrado em engenharia de produção pela Pontifícia Universidade

Católica do Rio de Janeiro (1986), doutorado em engenharia civil pela Universitat Politècnica de Catalunya UPC (1994) e pós-doutorado pelo Instituto de Ciencias de La Construcción Eduardo Torroja (2003). É professor da Universidade Federal do Espírito Santo. Atua principalmente nos seguintes temas: análise térmica, tensões, estruturas

maciças, fissuras, barragens, reciclagem de resíduos industriais e concretos.

Markus Moratti é engenheiro civil pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Atualmente é mestrando do curso de engenharia civil da UFES. Tem atuado

na área de engenharia civil, com ênfase em construção civil, principalmente nos seguintes temas: aproveitamento de resíduos industriais e peças pré-moldadas.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

91

4.Resíduos de serragem de rochas ornamentais

para produção de peças pré-moldadas

Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti

1 Introdução

O resíduo gerado pelo segmento produtivo de rochas ornamentais pode

ser oriundo da extração do bloco, da serragem, para enquadrá-los nas

dimensões padronizadas, do processo de corte e de polimento, além

dos finos da lavra e do beneficiamento. Na serragem, cerca de 25% a 30% do blo-

co é transformado em pó, que é colocado nos pátios das empresas. No Brasil, a

quantidade estimada da geração desse resíduo fino é de 800.000 t/ano. Espírito

Santo, Bahia, Ceará e Paraíba são os estados que mais geram tal resíduo (CHIODI

FILHO, 2005).

Ao longo do tempo, várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas com vistas

a proporcionar melhor desempenho ao concreto, a partir da adição de resíduos,

contribuindo, dessa forma, para a preservação do meio ambiente (ALMEIDA et

al., 2007; CALMON et al., 1998; CALMON et al., 2005; FORNER et al., 2005;

LAMEIRAS et al., 2005; MOURA; GONÇALVES, 2002; MOURA et al., 2005;

SILVA, 1998). Gonçalves (2000) avaliou a influência da adição do resíduo de corte

de granito no concreto e concluiu que, com até 20% de adição, todas as proprieda-

des do concreto foram melhoradas. O teor ótimo encontrado foi de 10%.


92

Neste capítulo, são apresentados os resultados do projeto de pesquisa “Utiliza-

ção de Resíduo de Serragem de Rochas Ornamentais (RSRO) para Produção de Peças

Pré-moldadas para Habitação de Interesse Social”. Esse estudo foi desenvolvido pelas

Universidades Estadual de Feira de Santana, BA, e Federal do Espírito Santo, com o

apoio da Finep e do Centro Tecnológico do Mármore e Granito (Cetemag).

O objetivo da referida pesquisa era estudar a viabilidade técnica da utilização

de RSRO para produção de blocos de vedação de argamassa, blocos estruturais de

concreto e pisos intertravados de concreto para pavimentação. Também se obje-

tivou uma análise comparativa de custos entre as peças produzidas com e sem a

utilização de RSRO.

Durante o estudo, foi realizada a caracterização física, química e de risco

ambiental do RSRO e dos materiais componentes das peças pré-moldadas. Foram

realizadas misturas com o objetivo de definir o traço de referência para produção

de blocos de alvenaria de vedação, bloco de alvenaria estrutural e peças de concreto

para pavimentação.

As peças produzidas foram avaliadas quanto à resistência à compressão e à

absorção de água. Nas peças para pavimentação, também foi avaliada a resistência

ao desgaste. No presente capítulo, são apresentados apenas os resultados de resis-

tência à compressão.

Os resultados completos do estudo estão apresentados no relatório final do pro-

jeto Habitare RSROHIS, no site www.uefs.br/residuoserragemrochasornamentais.

2 Geração de resíduo de rochas ornamentais (RSRO)

A produção mundial de rochas ornamentais, em 2003, foi de cerca 75 milhões

de toneladas. O Brasil é um dos maiores produtores no mundo, ocupando a sétima

posição, com 4,33 milhões de toneladas em 2004 (GUERRA, 2005). Entretanto, a

produção real apresentada pela Associação Brasileira da Indústria de Rochas Orna-

mentais (Abirochas) foi de 6,45 milhões de toneladas (CHIODI FILHO, 2005).


93

De acordo com Chiodi Filho (2005), existem 12.000 empresas integradas na

cadeia produtiva de rochas, com a geração de cerca de 125.000 empregos diretos. Es-

sas empresas estão distribuídas em 10 estados do Brasil, envolvendo 80 municípios.

Após extraídas, as rochas ornamentais, em forma de matacões, são transpor-

tadas até as serrarias para o desdobramento ou serragem, processo de transformação

dos blocos em chapas ou placas semiacabadas, de espessuras que variam de 1 cm a 3

cm, utilizando máquinas denominadas de teares. A serragem pode ser feita através

de fio diamantado ou com polpa abrasiva. A grande maioria das serrarias utiliza

polpa abrasiva no corte, que tem como principais objetivos lubrificar e resfriar as lâ-

minas, evitar a oxidação das chapas, servir de veículo ao abrasivo e limpar os canais

entre as chapas. A polpa é composta de água, granalha (aço), cal e rocha moída. Ge-

ralmente a polpa é distribuída por chuveiros sobre o bloco através de bombeamento

(SILVA, 1998). A Figura 1 ilustra o processo de serragem de blocos.

Figura 1 – Aspecto do corte de blocos de rochas ornamentais (serragem com polpa abrasiva)

O controle da viscosidade da polpa é realizado acrescentando-se periodica-

mente água e descartando-se a parcela da mistura de menor granulometria, que é

bombeada para um tanque, no qual se efetua a separação da mistura de maior gra-

nulometria. Nos casos mais comuns, essa separação é feita por densidade. Deixa-se

o tanque ser preenchido completamente e separa-se a fração de menor granulome-

tria, que se posiciona na região superficial, com seu descarte por transbordamento.

A partir desse descarte, o resíduo é transportado e, posteriormente, deposi-

tado em poços e lançado em tanques de deposição final. Esses tanques absorvem

toda a geração de rejeito do desdobramento. Uma vez alcançada a capacidade do


94

tanque, o volume depositado é removido para que o tanque fique novamente pronto

para estocagem de nova quantidade de resíduo. A Figura 2 mostra um aspecto da

deposição do RSRO.

ESTADO VOLUME GERADO (x1000 t)

Espírito Santo 700,0

Minas Gerais 412,5

Bahia 102,5

Ceará 102,5

Rio de Janeiro 62,5

Paraná 50,0

Goiás 37,5

Rio Grande do Sul 25,0

Santa Catarina 25,0

Paraíba 25,0

Piauí 17,5

Pernambuco 15,0

São Paulo 12,5

Alagoas 7,5

Rondônia 7,5

Rio Grande do Norte 7,5

TOTAL 1610,0

(a) (b)

Figura 2 – Aspecto da deposição do RSRO: (a) lagoa de decantação; (b) pilhas de RSRO nos pátios das empresas de beneficiamento de rochas ornamentais

Tabela 1 – Distribuição da geração estimada de RSRO por estado produtor brasileiro em 2004


95

Considerando que o RSRO corresponde a 25% do volume do bloco, com

base na produção de rochas de 2004, estima-se que o volume de resíduo gerado no

Brasil é de cerca de 1.610.000 t/ano. Na Tabela 1, está apresentada a estimativa de

volume de RSRO gerado, por estado, com base no levantamento de produção de

rochas estabelecido por Chiodi Filho (2005).

De acordo com o Anuário Mineral Brasileiro (2003), a produção de blocos

de granito e mármore do Brasil está acima de 4.000.000 t/ano. Considerando que

o RSRO corresponde a 25% do volume do bloco, estima-se que a quantidade de

resíduo gerado é de cerca de 800.000 t/ano no Brasil.

O grande volume de resíduo gerado tem trazido transtornos para as em-

presas, uma vez que ocupa grandes áreas de deposição e, muitas vezes, tem sido

carreado para córregos e rios, acarretando assoreamento deles. Outro aspecto im-

portante está associado ao risco de danos à saúde dos trabalhadores, se considerada

a possibilidade de inalação do resíduo, uma vez que ele se apresenta na forma de pó.

Esse problema pode ser considerado mais grave para o RSRO, que apresenta maior

teor de sílica na sua composição.

O grave problema da deposição de RSRO tem acarretado dificuldades para

algumas empresas da cadeia produtiva obterem licença de operação ou renovação

da licença. Essa dificuldade levou 13 empresas do Espírito Santo a se associarem e

comprarem uma área de 58.000 m2 para ser utilizada como área de disposição. O

volume projetado de resíduo de serragem para disposição é de 162.600 m3. O tempo

de vida útil previsto da central é de 14 anos e seis meses. Entretanto, as empresas

têm a expectativa de 20 anos, em razão da possível utilização dos resíduos em pro-

cessos industriais (ASSES, 2005).

3 Programa experimental

No programa experimental, foi definido que seria estudado o resíduo de duas

empresas de beneficiamento de rochas ornamentais, localizadas na cidade de Feira de

Santana, BA, e de duas no Estado do Espírito Santo. Em cada um dos estados, foi


96

coletado resíduo em uma empresa que utiliza serragem dos blocos com fios diamanta-

dos, e na outra empresa em que a serragem é feita com o auxílio de polpa abrasiva.

O estudo foi desenvolvido em duas etapas. A primeira teve como principal

objetivo a coleta e a caracterização do resíduo e dos demais materiais a serem utili-

zados na pesquisa. A segunda compreendeu a definição de traços de referência e a

produção de blocos e peças de pavimentação pré-moldadas, com e sem RSRO.

3.1 Coleta das amostras

Foram coletadas amostras de RSRO, com aproximadamente 5 m3, de cada uma

das duas empresas beneficiadoras de mármore e granito da Bahia e do Espírito Santo.

As amostras do resíduo da Bahia e do Espírito Santo foram transportadas

para os Laboratórios da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e da

Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), respectivamente, e estocadas em

baias, cobertas adequadamente para que não houvesse contaminação.

3.2 Caracterização do RSRO

A secagem do resíduo foi feita em estufa à temperatura de 110 ºC (Figura 3).

Após a secagem, as amostras foram acondicionadas em recipientes vedados, para

que não houvesse contato com umidade, nem contaminação. Para a separação das

partículas do resíduo, foi feito o destorroamento dele. Na Bahia, o destorroamento

foi executado no moinho de bolas horizontal durante 3 min. A quantidade de resí-

duo no jarro foi de 750 g (Figura 4a). No Espírito Santo, o processo de destorroa-

mento utilizou um britador de mandíbulas planas para laboratório (Figura 4b).

Figura 3 – Aspecto do RSRO seco em estufa


97

(a) (b)

Figura 4 – Equipamentos de moagem utilizados no beneficiamento do RSRO: (a) moinho de bolas horizontal - Bahia; (b) britador de mandíbulas planas - Espírito Santo

3.2.1 Propriedades físicas

Do ponto de vista das propriedades físicas do RSRO, foi avaliada a massa

específica, determinada de acordo com as prescrições normativas da NBR NM 23

(ABNT, 2001), e a massa unitária, segundo as prescrições da NBR 7251 (ABNT,

1982). O resíduo obtido por serragem com polpa abrasiva apresenta valores de massa

específica e massa unitária um pouco maiores, provavelmente em razão da presença

da fração metálica. Foi definido também o ensaio de determinação da composição

granulométrica nas amostras do resíduo destorroado. A granulometria a laser das

amostras foi realizada em laboratório especializado no Rio de Janeiro. A Tabela 2

apresenta os resultados obtidos para os ensaios de massa específica, massa unitária

e determinação do diâmetro médio do RSRO.

A partir dos resultados de granulometria, observa-se que o RSRO é um resí-

duo muito mais fino do que o cimento.

Tabela 2 – Massa específica, massa unitária e diâmetro médio do RSRO

TIPO DE RESÍDUO Massa Específica (kg/dm³) Massa Unitária (kg/dm³) Diâmetro Médio (µm)

RSROFD BAHIA 2,670 0,920 3,610

RSROFD ESPÍRITO SANTO

2,664 0,823 6,280

RSROPA BAHIA 2,740 1,010 6,120

RSROPA ESPÍRITO SANTO

2,756 1,028 9,310

RSROFD – Resíduo de serragem de rochas ornamentais obtido por fio diamantadoRSROPA – Resíduo de serragem de rochas ornamentais obtido com polpa abrasiva


98

3.2.2 Propriedades químicas e de risco ambiental

Os ensaios de caracterização química e de risco ambiental foram realizados

em laboratório especializado em Porto Alegre, RS. A Tabela 3 apresenta a composi-

ção química das amostras utilizadas em cada uma das instituições de pesquisa.

Tabela 3 – Composição química das amostras de RSRO

SiO2 Al2O3 MgO K2O TiO2 Na2O Fe2O3 SO4 CaOPerda

ao fogo

RSROFD - BA

Resu

ltado

s da

am

ostr

a (%

)

6,893 1,332 0,414 0,160 - 0,270 0,510 0,821 86,820 0,721

RSROFD - ES

67,400 7,700 0,314 4,700 0,190 4,750 1,140 6,540 2,540 0,681

RSROPA - BA

5,893 1,231 0,397 - 0,350 0,298 9,060 0,400 79,010 0,211

RSROPA - ES

58,700 8,680 0,396 5,600 0,421 4,230 7,220 5,920 2,520 < 0,1

Com base na análise química, observa-se que o RSROFD na Bahia é predo-

minantemente composto de cálcio, enquanto no Espírito Santo a predominância

é de silício. De fato, na Bahia as amostras são de mármore, enquanto no Espírito

Santo são de granito.

Os resultados da análise química mostram que, no RSROPA da Bahia, a

presença do óxido de ferro é maior do que na amostra do Espírito Santo. Pode-se

atribuir esse fato a um possível maior teor de granalha na polpa utilizada na Bahia.

Gonçalves (2000), no seu estudo a respeito do resíduo de corte de granito,

também identificou a presença do óxido de ferro e avaliou o seu efeito na durabili-

dade de argamassas. A avaliação foi feita através de ensaios de imersão em solução a

3% de NaCl e secagem, em corpos-de-prova prismáticos de argamassa, de 4 cm x 4

cm x 16 cm, durante 12 ciclos de imersão na solução por 24 h e secagem por 6 dias.

Após os 12 ciclos, os corpos-de-prova com 20% de resíduo de corte de granito, em

relação à massa de cimento, não apresentaram nenhum aspecto de manchamento.

O desempenho quanto à resistência à flexão dos corpos-de-prova de argamassa com


99

20% de resíduo foi compatível com o dos corpos-de-prova sem resíduo. O pesqui-

sador concluiu que a presença do óxido de ferro não influenciou significativamente

o desempenho das argamassas, provavelmente em decorrência do tamanho das par-

tículas de óxido de ferro.

Nas Figuras 5 e 6, estão apresentados os difratogramas do RSRO.

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Lin

(Cou

nts)

2-Teta-Scale

5 10 20 30 40 50 60 70 80

RS ROHIS, Amostra 4 - File: ProjetoRS_ROHIS4.RAW

36-0426 (*) - Dolomite - CaMg(CO3)205-0586 (*) - Calcite, syn - CaCO3

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO3

600

500

400

300

200

100

0

Lin

(Cou

nts)

2-Teta-Scale

4 10 20 30 40 50 60 70 80

RS ROHIS, Amostra 1 - File: RSROHIS_1.RAW

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2

19-0932 (I) - Microline, intermediate - KAISi3O8

07-0025 (I) - Muscovite-1M, syn - KAI2Si3AIO10(OH)241-1480 (I) - Albite, calcian, ordered - (Na,Ca)Al(Si,AI)3O8

(a)

(b)

Figura 5 – Difratograma de raios X do RSROFD: (a) Bahia; (b) Espírito Santo


100

(a)

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Lin

(Cou

nts)

2-Teta-Scale6 10 20 30 40 50 60 70 80

RS ROHIS, Amostra 3 - File: ProjetoRS_ROHIS3.RAW

36-0426 (*) - Dolomite - CaMg(CO3)205-0586 (*) - Calcite, syn - CaCO3

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2

06-0263 (I) - Muscovite-2M 1 - KAI2(Si3AI)O10(OH,F)2

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Lin

(Cou

nts)

2-Teta-Scale4 10 20 30 40 50 60 70 80

RS ROHIS, Amostra 2 - File: RSROHIS_2.RAW

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2

19-0932 (I) - Microline, intermediate - KAISi3O8

09-0466 (*) - Albite, ordered - NaAlSi3O8

46-1311 (N) - Muscovite-2M, ammonian - (K,NH4,Na)AI2(Si,Al)4O10(OH)2

(b)

Figura 6 – Difratograma de raios X do RSROPA: (a) Bahia; (b) Espírito Santo

Os difratogramas apresentam os compostos químicos na forma tipicamente

cristalina. Essa característica indica que o resíduo não possui propriedades aglome-

rantes ou pozolânicas.


101

Foram realizados ensaios de lixiviação e solubilização para avaliar o risco

ambiental da utilização do resíduo. Com base nos resultados obtidos, nenhuma das

amostras dos resíduos gerados na Bahia apresentou compostos lixiviados ou solubi-

lizados com concentração superior em relação aos limites estabelecidos pela NBR

10004 (ABNT, 2005). Portanto, o resíduo é classificado como Classe III – Inerte.

Também o resíduo de serragem com fio diamantado, gerado no Espírito Santo, é

classificado como Classe III – Inerte. Por outro lado, o resíduo serrado com polpa

abrasiva, gerado no Espírito Santo, lixiviou o ferro e o alumínio em teores superio-

res aos limites estabelecidos pela NBR 10004 (ABNT, 2005). Logo esse resíduo é

classificado como Classe II – Não Inerte, porém não é tóxico nem perigoso.

3.3 Produção das peças pré-moldadas

3.3.1 Materiais utilizados

Optou-se pelo tipo de cimento comumente utilizado na região: CP II F (Clas-

se 32) em Feira de Santana, e CP II E (Classe 40) em Vitória, ES, cujas respectivas

massas específicas são 3,11 kg/dm³ e 2,97 kg/dm³. Os cimentos foram avaliados de

acordo com as respectivas normas técnicas da ABNT e atendem às especificações

da NBR 11578 (ABNT, 1991).

Optou-se por utilizar areia siltosa para produzir blocos de vedação em Feira

de Santana, por ser bastante comum na produção dos blocos. Em Vitória, comu-

mente se utiliza areia quartzosa fina. Na Bahia, para a produção dos blocos estru-

turais e pisos para pavimentação, além da areia siltosa, também foi utilizada areia

quartzosa, por ser comum na região. As características das areias estão apresentadas

na Tabela 4.

Foram utilizados também finos de britagem para produção dos blocos, cujas

características estão apresentadas na Tabela 5.

Utilizou-se, ainda, brita 9,5 mm nas duas regiões, cujas características estão

apresentadas na Tabela 6.


102

Tabela 4 – Características das areias utilizadas

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO) Areia siltosa BAHIA

Areia quartzosa BAHIA

ESPÍRITO SANTO

Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

2,4 2,4 1,2

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a) 1,60 2,69 1,66

Massa Específica (kg/dm3) – NBR NM 52 (ABNT, 2003d)

2,600 2,64 2,649

Massa Unitária (kg/dm3) – NBR 7251 (ABNT, 1982) 1,52 1,45 1,50

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b)

10,6 1,5 0,7

Coeficiente de Inchamento – NBR 6467 (ABNT, 1987a)

1,29 1,26 1,40

Umidade Crítica (%) – NBR 6467 (ABNT, 1987a) 2,25 3,0 2,98

Matéria Orgânica – NBR NM 49 (ABNT, 2003c) Mais escura Mais clara Mais escura

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO) BAHIA ESPÍRITO SANTO

Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a) 4,8 4,8

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a) 2,76 3,43

Massa Específica (kg/dm³) – NBR NM 52 (ABNT, 2003d) 2,587 2,817

Massa Unitária (kg/dm³) – NBR 7251 (ABNT, 1982) 1,51 1,67

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b) 10,8 9,2

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO) BAHIA ESPÍRITO SANTO

Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a) 9,5 9,5

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a) 5,52 5,59

Massa Específica (kg/dm³) – NBR NM 53 (ABNT, 2003e) 2,700 2,770

Massa Unitária (kg/dm³) – NBR 7251 (ABNT, 1982) 1,390 1,427

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b) 10,8 9,2

Tabela 5 – Características dos finos de britagem utilizados

Tabela 6 – Características do pedrisco utilizado


103

3.3.2 Dosagem e produção dos blocos e peças de concreto para pavimentação

3.3.2.1 Blocos de vedação

A definição da proporção ideal de areia e finos de britagem foi feita com base

no menor índice de vazios das misturas, determinada através do método MB 3324

(ABNT, 1990). A proporção que alcançou o menor índice de vazios, na Bahia, foi

de 50% de areia siltosa e de 50% de finos de britagem. No Espírito Santo, a melhor

proporção foi com 30% de areia quartzosa e 70% de finos de britagem. Logo, con-

siderando-se o melhor empacotamento da mistura, o traço unitário de referência na

Bahia foi 1:4,0:4,0:0,66 (cimento:areia siltosa:finos de britagem:água) e no Espírito

Santo foi 1:2,4:5,6:0,765 (cimento:areia:finos de britagem:água).

Tanto na Bahia quanto no Espírito Santo, as misturas foram feitas em be-

toneiras de eixo inclinado. Para cada traço, todos os materiais foram misturados a

seco durante 90 s. Em seguida, foi adicionada a água, e a mistura continuou por

mais 90 s.

Os blocos foram produzidos, tanto na Bahia como no Espírito Santo, em vibro-

prensa elétrica, com motor de 1,5 kw e 3.370 rpm, cuja prensagem é manual. A forma

utilizada foi de três blocos. O tempo de vibração foi de 10 s, incluindo a prensagem.

Vale destacar que o fato de a prensagem ser manual torna o processo de pro-

dução bastante influenciado pelo profissional que a executa.

A Figura 7 ilustra o processo de moldagem dos blocos de vedação.

Figura 7 – Aspecto da moldagem dos blocos de vedação em vibroprensa


104

Após a prensagem, os blocos foram retirados da máquina e depositados na

área de dosagem, com posterior remoção dos paletes. As dimensões dos blocos de

vedação foram de 100 mm x 200 mm x 400 mm. Os blocos permaneceram cobertos

com plástico durante 24 h para posterior cura por aspersão. A Figura 8 mostra o

aspecto dos blocos moldados.

Figura 8 – Aspecto dos blocos de vedação

Após 24 h da moldagem, os blocos foram retirados dos paletes e teve início a

cura, por aspersão, durante três dias. Após esse período, os blocos foram mantidos

em área coberta dos laboratórios até a data de capeamento para determinação da

resistência.

Foram produzidos blocos de vedação também numa fábrica de Feira de

Santana, mantendo-se todos os critérios que a empresa comumente utiliza. O

traço utilizado em volume foi convertido em massa, sendo o traço de referência

1:3,0:13,0:1,31 (cimento:areia fina:finos de britagem:água). O resíduo escolhido para

substituição parcial do cimento na fábrica foi o RSROPA, por ser este o mais co-

mumente gerado no Brasil. Esse resíduo foi o mesmo utilizado na pesquisa para

produção dos blocos no laboratório na Bahia. A produção dos blocos foi realizada

em uma vibroprensa pneumática, com capacidade de prensagem de 49 N/mm2,

com quatro blocos por prensagem e com dois motores de 1,5 kw e 3.750 rpm cada

um (Figura 9).


105

Figura 9 – Prensa pneumática utilizada na produção dos blocos na fábrica

3.3.2.2 Blocos estruturais

Também na produção dos blocos estruturais, buscou-se a definição de um

traço de referência (sem utilização de RSRO), tanto na Bahia quanto no Espírito

Santo, sendo definida a faixa de resistência (fbk) de 6,0 MPa (valor mínimo para

classe AE), uma vez que os blocos dessa classe não necessitam de revestimento, o

que reduz custos de habitações. Esses blocos podem ser utilizados abaixo do nível

do solo, em fundações, de acordo com a NBR 6136 (ABNT, 1994).

Foram produzidos blocos com traços 1:7, 1:8 e 1:9 (cimento:agregados secos,

em massa). A definição da proporção ideal de areia, finos de britagem e brita 9,5 mm

também foi feita com base no menor índice de vazios das misturas, determinada

através do método MB 3324 (ABNT, 1990). Na Bahia, a mistura que apresentou o

menor índice de vazios foi aquela com 30% de areia siltosa, 10% areia quatzosa, 30%

de finos de britagem e 30% de brita 9,5 mm. No Espírito Santo, a melhor proporção

foi 20% de areia quartzosa, 50% de finos de britagem e 30% de brita 9,5 mm.

A metodologia de mistura foi a mesma adotada para os blocos de vedação.

Os blocos estruturais, tanto na Bahia como no Espírito Santo, foram mol-

dados na mesma vibroprensa que produziu os blocos de vedação, com tempo de


106

vibração de 12 s. A forma utilizada foi de dois blocos. As dimensões dos blocos

foram 150 mm x 200 mm x 400 mm, com espessura de paredes de 25 mm.

Após a prensagem, os blocos foram retirados da máquina e depositados na

área de dosagem para posterior remoção dos paletes. Os blocos permaneceram co-

bertos com plástico durante 24 h para posterior cura por aspersão.

Após 24 h da moldagem, os blocos foram retirados dos paletes e iniciada a cura,

por aspersão, durante três dias. Após esse período, os blocos foram mantidos em área

coberta dos laboratórios, até a data de capeamento, para determinação da resistência.

Foram ensaiados, para determinação da resistência à compressão, seis cor-

pos-de-prova aos 7 dias de idade e seis corpos-de-prova aos 28 dias de idade.

Com os resultados dos traços experimentais, para os blocos de referência,

os que apresentaram a resistência mais adequada à faixa definida foram, na Bahia,

1:2,1:0,7:2,1:2,1:0,53 (cimento:areia siltosa:areia quartzosa: finos de britagem:brita

9,5 mm:água) e, no Espírito Santo, 1:1,89:4,41:2,70:0,70 (cimento:areia quartzosa:

finos de britagem:brita 9,5 mm:água).

Definido o traço de referência, foram produzidas as misturas com os dife-

rentes teores de substituição de cimento por resíduo (0%, 5%, 10% e 15%), tanto na

Bahia quanto no Espírito Santo.

3.3.2.3 Peças de concreto para pavimentação

O traço de referência foi definido a partir de traços experimentais, com diferen-

tes relações cimento:agregados secos (1:4, 1:4,5 e 1:5,0), com vistas a atender a resistência

à compressão mínima de 35 MPa, de acordo com a NBR 9781 (ABNT, 1987). A propor-

ção entre os agregados foi a mesma utilizada para a produção dos blocos estruturais.

As peças para pavimentação, tanto na Bahia quanto no Espírito Santo, foram

moldadas na mesma vibroprensa utilizada para produzir os blocos, com tempo de

vibração de 12 s. A forma utilizada foi de três peças. As dimensões das peças foram

80 mm de altura, 120 mm de largura e 235 mm de comprimento. A Figura 10 ilustra

o processo da moldagem das peças para pavimentação.


107

Figura 10 – Moldagem das peças para pavimentação

Após a prensagem, as peças para pavimentação foram curadas segundo a

mesma metodologia utilizada para os blocos.

Foram ensaiados, para determinação da resistência à compressão, seis cor-

pos-de-prova aos 7 dias de idade e seis corpos-de-prova aos 28 dias de idade.

Com base nos resultados dos traços experimentais para as peças para pa-

vimentação, o traço que apresentou a resistência mais adequada à faixa defini-

da foi, na Bahia, 1:1,2:0,4:1,2:1,2:0,42 (cimento:areia siltosa:areia quartzosa: fi-

nos de britagem:brita 9,5mm:água) e, no Espírito Santo, 1:0,84:1,96:1,20:0,38

(cimento:areia:finos de britagem:pedrisco:água).

Definido o traço de referência, foram produzidas as misturas com os dife-

rentes teores de substituição de cimento por resíduo (0%, 5%, 10% e 15%), tanto na

Bahia quanto no Espírito Santo.

4 Apresentação e discussão dos resultados

Os resultados dos ensaios foram analisados com base na análise estatística,

para respaldar as conclusões obtidas. Foi verificada a significância estatística do

efeito de cada uma das variáveis, por meio da análise de variância (Anova). Essa

técnica permite comparar grupos de observações através da comparação da varia-


108

bilidade das médias entre grupos e a variabilidade das observações dentro de cada

grupo (NANNI; RIBEIRO, 1992). O efeito de um determinado fator sobre uma

variável de resposta analisada é determinado mediante um teste de comparação

entre os valores calculados (Fcalculado) e os tabelados (Ftabelado) de uma função de

distribuição de probabilidade de Fischer. Os valores de Ftabelado são estabelecidos

para determinado nível de significância. A hipótese que determinado fator in-

fluencia significativamente nos resultados é confirmada se Fcalculado for maior do

que Ftabelado. O nível de significância adotado nas análises foi de 5%, comumente

utilizado na área de engenharia civil. A Anova foi realizada com o Software Sta-

tistica®. Foi avaliado, também, se há interação entre as variáveis teor de mistura

(A) e idade (B).

As Tabelas 7 e 8 apresentam resumos das análises estatísticas para os compo-

nentes produzidos na Bahia e no Espírito Santo respectivamente.

Tabela 7 – Análise de variância dos resultados obtidos para as peças produzidas na Bahia

A análise dos resultados é feita levando-se em consideração o tipo de resíduo

e as condições específicas de produção utilizadas neste estudo.

RSROPA

Bloco de Vedação Bloco Estrutural Piso

Fator Significância Fator Significância Fator Significância

A – teor de substituição

NSA – teor de substituição

SA – teor de substituição

S

B – idade S B – idade S B – idade S

AB NS AB S AB NS

RSROFD






S


AB NS AB S AB NS

S – Significativo; NS – Não Significativo.


109

Tabela 8 – Análise de variância dos resultados obtidos para as peças produzidas no Espírito Santo

RSROPA






S


AB S AB NS AB S

RSROFD






S


AB S AB S AB S

S – Significativo; NS – Não Significativo.

4.1 Bloco de vedação

A resistência à compressão dos blocos de vedação foi determinada de acordo

com a NBR 7184 (ABNT, 1992).

A Figura 11 mostra o comportamento dos blocos produzidos na Bahia, com

diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias

de idade.

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

2,73,0

3,8

3,1

2,6

2,22,5

2,3

Resi

stên

cia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)

Teor de substituição

Figura 11 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD


110

De fato, os blocos com 10% de RSROFD apresentaram aumento de cerca

de 40% na resistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Os

blocos com 5% do resíduo apresentaram 11% de aumento, enquanto os blocos com

15% de resíduo tiveram redução de 4% na resistência. Logo, pode-se dizer que a

substituição de cimento por até 10% de RSROFD é compatível e vantajosa para a

produção de blocos de vedação.

A Figura 12 mostra o comportamento dos blocos produzidos com diferentes

teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

2,7 2,7 2,8

2,3

3,0

2,22,3 2,4

Resi

stên

cia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)


Figura 12 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

Os blocos com 15% de RSROPA apresentaram aumento de cerca de 10% na re-

sistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Logo, a substituição de

cimento por até 15% de RSROPA é compatível para a produção de blocos de vedação.

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

4,04,2

4,0

3,3

3,6

2,4

3,53,0

Resi

stên

cia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)


Figura 13 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na fábrica


111

A resistência média dos blocos com 5% de RSROPA produzidos em fá-

brica foi superior em 5% à resistência dos blocos de referência aos 28 dias de

idade. A resistência média dos blocos com 10% de resíduo foi igual à dos blocos

de referência. Por outro lado, os blocos com 15% de RSROPA apresentaram

redução de 11% na resistência média, em relação aos blocos de referência, aos

28 dias de idade.

A Figura 14 ilustra o comportamento dos blocos produzidos no estado do

Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compres-

são, nas idades de 7 e 28 dias.

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

3,13,6

3,2

2,3

2,9

2,42,6

1,9

Resi

stên

cia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)


Figura 14 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD

Os blocos com 5% de RSROFD apresentaram aumento de 16% na resistên-

cia média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Observa-se o aumento

de 3% na resistência média dos blocos com 10% de resíduo. Por outro lado, os blo-

cos com 15% de resíduo apresentaram resistência média 7% inferior à dos blocos de

referência. Portanto, a substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no

Espírito Santo é compatível para a produção de blocos de vedação.

A Figura 15 mostra o comportamento dos blocos de vedação com diferentes

teores de RSROPA produzidos no Espírito Santo, quanto à resistência à compres-



112

Figura 15 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

Os blocos com 5% de RSROPA apresentaram aumento de 19% na resistên-

cia média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Os blocos com 10% de

resíduo apresentaram a mesma média de resistência dos blocos de referência. Por

outro lado, a média de resistência dos blocos com 15% de resíduo foi 19% inferior

à dos blocos de referência.

Portanto, a substituição de cimento por até 10% de RSROPA gerado no Es-

pírito Santo é compatível para a produção de blocos de vedação.

Os resultados obtidos na produção dos blocos produzidos na Bahia e no

Espírito Santo foram bastante diferenciados. Pode-se atribuir esse comportamento

às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à

possibilidade de variação no processo de prensagem. Desse modo, não é possível

comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

4.1.1 Blocos estruturais

A resistência à compressão dos blocos estruturais foi determinada de acordo

com a NBR 7184 (ABNT, 1992).

A Figura 16 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos na

Bahia, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, nas

idades de 7 e 28 dias.

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

3,13,7

3,1

2,1 2,1

2,6

2,4 2,3

Resi

stên

cia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)



113

Figura 16 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD

Com base nos valores de fbk, apenas os blocos de referência e com 15% de

RSROFD atenderam à faixa estabelecida para 28 dias (6,0 MPa).

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos com RSROFD foi inferior

à dos blocos de referência para todos os teores estudados. A redução chega a 21%

para o teor de 5% de RSROFD. Logo, a substituição de cimento por RSROFD não

é compatível para a produção de blocos estruturais.

A Figura 17 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos

com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, nas idades

de 7 e 28 dias.

Os valores de fbk dos blocos com RSROPA não atenderam à faixa de resistên-

cia estabelecida para 28 dias (6,0 MPa). Portanto, pode-se dizer que a substituição

de cimento por RSROPA não é compatível para a produção de blocos estruturais

produzidos na Bahia.

Ainda com relação aos blocos estruturais produzidos na Bahia, pode-se

observar que houve um comportamento bastante diferenciado em relação às de-

mais peças, tanto para os blocos com RSROFD quanto com RSROPA. Os blocos

8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

6,3

5,25,5

5,5 5,6

6,0

4,75,0


fbk

(MPa

)


114

com 5% de RSROFD apresentam uma queda em relação aos de referência e uma

tendência de recuperação a partir de 10%. Os blocos com RSROPA apresentam

queda evolutiva com até 10% do resíduo e uma tendência de recuperação com

15% do resíduo. Esse comportamento deve ser atribuído a problemas no processo

de produção.

8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

6,3

5,25,0

3,4

4,3

5,4

4,7 4,7


fbk

(MPa

)

Figura 17 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

A Figura 18 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos no

Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compres-


Todos os blocos atenderam à faixa de fbk estabelecida para 28 dias (6,0 MPa).

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos com 5% de RSROFD

foi 4% superior à dos blocos de referência. Os blocos com 10% do resíduo apre-

sentaram resistência igual à dos blocos de referência. Por outro lado, a resistência

dos blocos com 15% de RSROFD foi 6% inferior à dos blocos de referência. Logo,

pode-se dizer que a substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no

Espírito Santo é compatível para a produção de blocos estruturais.


115

Figura 18 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD

A Figura 19 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos

com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, nas idades

de 7 e 28 dias.

8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

7,07,3

7,0

5,6 5,5

6,6

6,0

4,9

fbk

(MPa

)


8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

7,07,3

6,7

4,94,6

6,0

6,0 5,9


fbk

(MPa

)

Figura 19 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos estruturais com 5% de

RSROPA foi 4% superior à resistência característica dos blocos de referência. En-


116

tretanto, a resistência característica dos blocos com 10% de RSROPA e 15% de

RSROPA foi, respectivamente, 4% e 7% menor do que a resistência dos blocos de

referência. Portanto, a substituição de cimento por até 5% de RSROPA é compatí-

vel para a produção de blocos estruturais.

Pode-se observar que os resultados obtidos na produção dos blocos produzi-

dos na Bahia e no Espírito Santo foram bastante diferenciados. Esse comportamento

pode ser atribuído às diferentes características dos materiais utilizados nos dois esta-

dos, bem como a possibilidade de variação no processo de prensagem. Logo, não é

possível comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

4.1.2 Peças de concreto para pavimentação

A resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação foi de-

terminada de acordo com a NBR 9780 (ABNT, 1987b).

A Figura 20 mostra o comportamento das peças de concreto para pavimen-

tação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência

à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

Com base nos valores de fpk, todas as peças de concreto para pavimentação

atenderam à faixa estabelecida na NBR 9781 (ABNT, 1987c) para 28 dias (35,0 MPa).

50,0

45,0

40,0

35,0

30,0

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

36,4

40,5 41,3

35,2 35,0

42,6

33,234,9


fpk

(MPa

)

Figura 20 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROFD


117

A resistência característica, aos 28 dias, das peças de concreto para pavimen-

tação com RSROFD foi superior à resistência das peças de referência para todos os

teores estudados. O aumento chegou a ser de 17% para 15% do resíduo. Portanto,

pode-se dizer que a substituição de cimento por RSROFD gerado na Bahia é com-

patível para a produção das peças de concreto para pavimentação.


tação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência

à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

50,0

45,0

40,0

35,0

30,0

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

36,4

43,2

38,7

30,333,1

36,8

33,234,3


fpk

(MPa

)

Figura 21 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

Para as peças de concreto para pavimentação com diferentes teores de

RSROPA produzidas na Bahia, a resistência característica, aos 28 dias, das peças

com 5% do resíduo foi 19% superior à das peças de concreto para pavimentação

de referência. As peças com 10% do resíduo aumentaram a resistência em 6%. Por

outro lado, o valor da resistência das peças com 15% do resíduo foi muito próximo

do valor das peças de referência. Logo, pode-se dizer que a substituição de cimento

por RSROPA gerado na Bahia é compatível para a produção das peças de concreto



118


tação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à

resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.


tação com 5% de RSROFD foi 11% superior à resistência das peças de referência.

As peças com 10% do resíduo apresentaram resistência 3% superior à resistência

das peças de referência. Por outro lado, as peças com 15% de RSROFD apresen-

taram resistência 12% inferior à resistência das peças de referência. Logo, a substi-

tuição de cimento por até 10% de RSROFD é viável para a produção das peças de

concreto para pavimentação.

50,0

45,0

40,0

35,0

30,0

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

39,9

44,341,1

33,7

29,8

35,5

30,8

36,3


fpk

(MPa

)

Figura 22 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD


tação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA, quanto à

resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

Observa-se, com base nos valores de fpk, que as peças de concreto para pavi-

mentação com RSROPA não atenderam à faixa estabelecida na NBR 9781 (ABNT,

1987c) para 28 dias (35,0 MPa).


119

Figura 23 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

Para as peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo,

há influência significativa do teor de substituição de cimento por RSROPA e da

idade de ruptura. Há, também, influência da interação entre o teor de RSROPA e a

idade de ruptura dos blocos.


tação com RSROPA foi inferior à resistência das peças de referência para todos os

teores de substituição estudados. Logo, a substituição de cimento por RSROPA

gerado no Espírito Santo não é compatível para a produção das peças de concreto


Assim como nos blocos, os resultados obtidos na produção das peças de

concreto para pavimentação produzidas na Bahia e no Espírito Santo foram mui-

to diferenciados. Pode-se atribuir esse comportamento às diferentes características

dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à possibilidade de variação no

processo de prensagem. Portanto, não é possível comparar os resultados obtidos na

Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

50,0

45,0

40,0

35,0

30,0

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

0,00% 5% 10% 15%

7 dias28 dias

39,9

34,831,2

29,026,7

30,8

30,8 31,4


fpk

(MPa

)


120

5 Comparativo de custos para produção de blocos

O estudo comparativo de custos foi feito levando em consideração apenas os

custos de material.

A Figura 24 apresenta o custo por unidade de resistência para os blocos de

vedação utilizando RSRO.

90,0

88,0

86,0

84,0

82,0

80,0

78,0

76,00% 5% 10% 15%

R$ 88,3

R$ 81,7

R$ 83,4

R$ 89,4


Cus

to/M

Pa

Figura 24 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para produção de blocos de vedação

Para os blocos de vedação produzidos em fábrica na Bahia, o custo referen-

te aos materiais por unidade de resistência (MPa) dos blocos com 5% e 10% de

RSROPA é menor do que o custo por MPa dos blocos de referência. Entretanto, o

custo por MPa dos blocos com 15% de RSROPA é superior ao dos blocos de refe-

rência. Portanto, pode-se dizer que é viável a substituição de até 10% da massa de

cimento pelo resíduo para esse uso.

A Figura 25 mostra a relação entre o custo por unidade de resistência à com-

pressão para cada teor de substituição.

Em relação aos blocos estruturais produzidos na Bahia, pode-se observar

que o custo por MPa dos blocos com RSROPA é muito superior ao custo dos blocos

de referência.


121

Figura 25 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para blocos estruturais

A Figura 26 apresenta o gráfico com a relação entre o custo por unidade de

resistência à compressão (MPa) para as peças para pavimentação produzidas com a

incorporação de RSROPA.

185,0

180,0

175,0

170,0

165,0

160,0

155,0

150,0

145,0

140,0

135,00% 5% 10% 15%

R$ 153,1

R$ 179,6R$ 180,7

R$ 161,6


Cus

to/M

Pa

14,0

12,0

10,0

8,0

6,0

4,0

2,0

0,00% 5% 10% 15%

R$ 11,7

R$ 9,5

R$ 10,2R$ 10,2


Cus

to/M

Pa

Figura 26 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para peças para pavimentação

No que se refere às peças de concreto para pavimentação produzidas em

laboratório na Bahia, o custo por unidade de resistência (MPa) das peças com


122

RSROPA é inferior ao custo por unidade de resistência (MPa) das peças de refe-

rência. Constata-se, portanto, a viabilidade da substituição de até 15% da massa de

cimento pelo resíduo para esse uso na Bahia.

6 Conclusões

A reciclagem é considerada como uma alternativa para o problema de destina-

ção final adequada para os resíduos e redução do impacto ambiental, provocado pelo

crescente consumo de recursos naturais, e descarte inadequado desses resíduos.

As conclusões apresentadas referem-se aos resultados obtidos com os

tipos, quantidades e características específicas dos materiais e técnicas de execu-

ção utilizados.

6.1 Resíduo de rochas ornamentais com polpa abrasiva (RSROPA)

6.1.1 RSROPA - Bahia

Com base na análise química, pode-se observar que o RSROPA gerado na

Bahia é predominantemente composto de óxido de cálcio com cerca de 9% de óxi-

do de ferro. A estrutura dos compostos é cristalina. A dimensão média é de 6,120

µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostram que o RSROPA

pode ser classificado como resíduo Classe III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROPA apresentou resultados de

resistência à compressão satisfatórios para a produção de blocos de vedação.

Considerando os resultados de resistência à compressão, pode-se concluir

que a substituição de cimento por RSROPA não é compatível para a produção de

blocos estruturais.

As peças para pavimentação com RSROPA apresentaram melhor desempe-

nho, quanto à resistência à compressão, que as peças de referência para todos os

teores estudados.


123

6.1.2 RSROPA - Espírito Santo

A análise química aponta que o RSROPA gerado no Espírito Santo é com-

posto predominantemente de dióxido de silício. A estrutura dos compostos é cris-

talina. A dimensão média é de 6,280 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação

e solubilidade mostraram que o resíduo deve ser classificado como resíduo Classe

II – não inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROPA é compatível para a pro-

dução de blocos de vedação.

Os blocos estruturais com 5% de RSROPA apresentaram os melhores resul-

tados de resistência à compressão.

A substituição de cimento por RSROPA não é compatível para a produção

das peças de concreto para pavimentação.

6.2 Resíduo de rochas ornamentais com corte por fio diamantado (RSROFD)

6.2.1 RSROFD - Bahia

Com base na análise química, observa-se que o RSROFD gerado na Bahia

é predominantemente composto de óxido de cálcio. A estrutura dos compostos é

cristalina. A dimensão média é de 3,610 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação

e solubilidade mostram que o RSROFD pode ser classificado como resíduo Classe

III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD mostrou-se compatível

para a produção de blocos de vedação.

A utilização de RSROFD gerado na Bahia não apresentou viabilidade técni-

ca para produção de blocos estruturais, uma vez que a resistência característica foi

bastante inferior à resistência dos blocos de referência.

A substituição de cimento por RSROFD foi compatível para a produção das

peças de concreto para pavimentação.


124

6.2.2 RSROFD - Espírito Santo

A análise química aponta que RSROFD gerado no Espírito Santo é composto

predominantemente de dióxido de silício. A estrutura dos compostos é cristalina. A

dimensão média é de 6,280 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade

mostraram que o resíduo pode ser classificado como resíduo Classe III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no Espírito Santo

foi compatível para a produção de blocos de vedação e peças para pavimentação.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD mostrou-se compatível

para a produção de blocos estruturais. O teor que apresentou melhor desempenho

foi o de 5% de RSROFD.

Os resultados obtidos na produção blocos de vedação e estruturais bem

como nas peças de concreto para pavimentação produzidos na Bahia e no Espírito

Santo apresentaram comportamentos muito diferenciados. Isso pode ser atribuído

às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à

possibilidade de variação no processo de prensagem devido às limitações da vibro-

prensa utilizada. Portanto, não é possível comparar os resultados obtidos na Bahia

com os obtidos no Espírito Santo.

Os resultados obtidos da produção em fábrica, com a utilização de prensa

pneumática, confirmam que, de fato, a utilização do RSRO substituindo parcial-

mente o cimento é viável para a produção de blocos.



Determinação da massa unitária. Rio de Janeiro, 1982.


Solo - determinação do índice de vazios máximo de solos não coesivos. Rio de

Janeiro, 1990.


125


Agregados - Determinação de inchamento de agregado miúdo. Rio de Janeiro, 1987a.


Peças de concreto para pavimentação - Determinação da resistência à compressão.

Rio de Janeiro, 1987b.


Peças de concreto para pavimentação - Especificação. Rio de Janeiro, 1987c.


Cimento Portland Composto. Rio de Janeiro, 1991.


Blocos vazados de concreto simples para alvenaria - Determinação da resistência à

compressão – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1992.


Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural - especificação. Rio de

Janeiro, 1994.


23: Cimento Portland e outros materiais em pó: determinação da massa específica.

Rio de Janeiro, 2001.


248: Agregados - determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003a.


46: Agregados - Determinação do material fino que passa através da peneira 75µm,

por lavagem. Rio de Janeiro, 2003b.


49: Agregados Fino - Determinação as impurezas orgânicas. Rio de Janeiro, 2003c.


52: Agregado miúdo - Determinação de massa específica e massa específica aparente.

Rio de Janeiro, 2003d.


126


53: Agregado graúdo - Determinação de massa específica, massa específica aparente

e absorção de água. Rio de Janeiro, 2003e.


Resíduos Sólidos - Classificação. Rio de Janeiro, 2005.

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TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO - ENTAC98,7., 1998,

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Foz do Iguaçu. Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2002. 1 CD-ROM.

MOURA, W. A.; GONÇALVES, J. P.; LIMA, M. B. L. Utilização do resíduo de corte

de mármore e granito para confecção de blocos pré-moldados. In: SIMPÓSIO DE

ROCHAS ORNAMENTAIS DO NORDESTE, 5., 2005, Recife. Anais... Recife:

Deminas, DAU, PPGEMinas, SBG, SINDIPEDRAS, 2005. 1 CD-ROM.

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potencialidades para fabricação de argamassas e de tijolos de solo-cimento. 1998.

159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal do

Espírito Santo, Vitória, 1998.



Juliana Machado Casali é graduada em engenharia civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (2000), com mestrado (2003) e doutorado (2008) em engenharia civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (2008). Foi integrante durante oito anos

do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

Alexandre Lima de Oliveira é engenheiro civil (1998) pela Universidade Federal de Santa Catarina. Doutor em engenharia civil (2004) na área de construção civil pelo

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFSC. Atualmente é integrante do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à base de Cimento Portland (GTec)

do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC e professor efetivo do Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina (CEFET-SC).

Jefferson Sidney Camacho é engenheiro civil (1983) pela Universidade Estadual de Londrina (UEL). Mestre em engenharia civil (1986) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural (Estruturas). Doutor em engenharia civil (1995) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de alvenaria

estrutural (Estruturas). Desenvolveu trabalho de pós-doutorado (2001) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP). Foi o idealizador e fundador do Núcleo de

Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (NEPAE), sendo atualmente o coordenador desse Centro. Ingressou na UNESP como professor auxiliar de ensino em 1986, sendo

hoje professor adjunto.

Luiz Roberto Prudêncio Júnior é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Mestre em Engenharia Civil (1986) pela Universidade Federal

do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural. Doutor (1993) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de Tecnologia do Concreto, realizando parte

de seus experimentos no Institute for Research in Construction – Ottawa, Canadá. Em 2001 obteve seu pós-doutorado na Inglaterra, na Loughborouh University.

Iniciou sua atividade didática na UFSC em 1982 sendo atualmente professor titular. Fundador e coordenador do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à Base

de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

129

5.Desenvolvimento de sistema alternativo

de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

Juliana Machado Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Prudêncio Júnior

1 Introdução

A busca pelo desenvolvimento de novas tipologias e/ou tecnologias de

construção para habitações de interesse social tem desafiado e mobili-

zado pesquisadores em todo o país. Entre as alternativas consideradas

mais promissoras em se tratando de sistemas construtivos para edificações de até

quatro pavimentos está a alvenaria estrutural de blocos de concreto. Apesar do re-

conhecido custo inferior das edificações erigidas com esse sistema de construção,

demonstrado pelo uso majoritário em habitações de interesse social no Brasil, os

materiais e processos construtivos empregados não estão totalmente otimizados e

racionalizados, o que demonstra um potencial de redução de custos do sistema. As

principais limitações são, ainda, o custo dos blocos e a necessidade de revestimentos

externos para prover uma adequada estanqueidade às alvenarias.

2 Características e objetivos do projeto

O conteúdo deste capítulo é o resultado de um projeto desenvolvido pelos pes-

quisadores do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à Base de Cimento


130

Portland (GTec) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e do Núcleo de

Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (Nepae) da Universidade Estadual Paulista

Júlio Mesquita (Unesp), em parceria com a empresa Toniolo Pré-Moldados. O projeto

foi idealizado com o objetivo de desenvolver um processo construtivo alternativo de

alvenaria estrutural estanque de blocos de concreto com o objetivo de reduzir o custo

dos edifícios em alvenaria estrutural para habitações de interesse social, viabilizando

sua aquisição por boa parte da população brasileira atualmente excluída do mercado

imobiliário; e ainda o crescimento da produção de blocos de concreto e da construção

civil, gerando novos empregos e aquecendo a economia do país. Para atingir os obje-

tivos propostos, o trabalho foi estruturado nas seguintes etapas:

a) desenvolvimento de uma tipologia e família de blocos de concreto

com resistência à compressão compatível para o uso em edificações de

multipavimentos;

b) modelagem numérica do comportamento estrutural de prismas e paredes

de alvenaria com os blocos de concreto usuais e com a nova geometria;

c) seleção, por critérios técnicos e econômicos, de tipos e teores de aditivo

redutores de permeabilidade para ser incorporados nos blocos de concreto

e produção, em fábrica, dos blocos de concreto com dois tipos e teores de

aditivos pré-selecionados;

d) dosagem e seleção de argamassas trabalháveis com baixa absorção por

capilaridade através do uso de aditivos;

e) avaliação da permeabilidade de prismas e miniparedes confeccionados

com blocos e argamassas otimizados;

f) determinação das propriedades no estado endurecido dos prismas

construídos com argamassas pré-selecionadas como resistência à

compressão, módulo de elasticidade e aderência;

g) produção de blocos com nova geometria e avaliação comparativa de seu

desempenho em prismas e paredes; e

h) comparação entre os resultados dos modelos numéricos e experimentais

das paredes.


131

3 Desenvolvimento de uma tipologia e família de blocos de concreto com resistência à compressão compatível para o uso em edificações de multipavimentos

Foram pesquisadas geometrias alternativas de famílias de blocos de concreto

que atendessem aos critérios de modulação e racionalização da construção de uma

forma otimizada (TORRESANI, 2006). A Figura 1 apresenta a família completa

selecionada (tipologia M45).

(a) (b)

(c) (d)

Figura 1 – Blocos da Tipologia Proposta (M45): (a) bloco padrão, (b) bloco 2/3 do padrão, (c) bloco de canto e (d) bloco de junção

O bloco de concreto de (14x19x44) cm, proposto no presente trabalho,

foi desenvolvido para apresentar vantagens econômicas no que diz respeito à

produção e execução das alvenarias, em função da sua relação peso-volume e do


132

seu maior comprimento, bem como para apresentar um desempenho estrutural

melhorado, ante os consagrados blocos de concreto (14x19x39) cm. A definição

do formato e das dimensões do bloco de concreto (14x19x44) cm foi feita to-

mando-se como base os trabalhos desenvolvidos anteriormente por Steil (2003)

e Mata (2006), que mostraram, entre outras coisas, a influência da conicidade

dos blocos no desempenho estrutural de prismas de alvenaria e o efeito da falta

de coincidências das paredes transversais no desempenho estrutural de prismas

paredinhas respectivamente.

4 Modelagem numérica do comportamento estrutural de prismas e paredes de alvenaria: geometria usual e proposta

A primeira parte do trabalho de avaliação estrutural da tipologia de bloco pro-

posta no presente trabalho foi através de análises numéricas empregando-se elemen-

tos finitos. Para a referida análise, foi empregado o programa SAP 2000®, sendo

adotada uma modelagem usando-se elementos sólidos. Nas Figuras 2 e 3 são apre-

sentadas as dimensões efetivamente empregadas para a discretização dos blocos em

elementos finitos de (14x19x39) cm e (14x19x44) cm respectivamente.

Figura 2 – Detalhe das dimensões do bloco de concreto (14x19x39) cm

A

Planta - Vista superiorDimensões em cm

Indicação dos cortes

Planta - Vista inferiorDimensões em cm Detalhe - CORTE AA Detalhe - CORTE BB

A

B

B


133

Figura 3 – Detalhe das dimensões do bloco de concreto (14x19x44) cm

A

Planta - Vista superiorDimensões em cm

Indicação dos cortes

Planta - Vista inferiorDimensões em cm Detalhe - CORTE AA Detalhe - CORTE BB

A

B

B

Vale ressaltar que a conicidade empregada nos dois tipos de blocos de con-

creto foi a mesma, igual a 3 mm para as paredes longitudinais e a 0,15 mm para as

paredes transversais. Optou-se por adotar paredes com espessuras e conicidades

semelhantes em função da influência delas no desempenho estrutural de prismas de

alvenaria, segundo Steil (2003).

Foram modelados prismas de três blocos de concreto, paredinhas de (1,19 x

0,99) m (comprimento x altura) e paredes de (1,19 x 2,59) m (comprimento x altura)

(Figura 4).

Os elementos sólidos da base dos prismas, paredinhas e paredes (extremo

inferior) foram restringidos nas três direções (x, y e z), para simular o efeito de atrito

dos pratos da prensa; já os elementos do topo (extremo superior), última fiada de

elementos sólidos que fica em contato com os prato de aplicação de carga, foram

restringidos no plano (x,y), para simular o efeito de restrição dos pratos da prensa e

liberado em “z”, para aplicação da carga.

As análises numéricas foram realizadas no regime elástico linear, adotando-

se como propriedades dos materiais os valores apresentados na Tabela 1 e adotados

por Mata (2006). Mais detalhes sobre a modelagem empregada são apresentados no

Relatório Final do Projeto (PRUDÊNCIO et al., 2008), disponível na Finep.


134

O nível de carregamento aplicado nos modelos empregados nas análises de

elementos finitos foi limitado a 50% da carga última estimada para parede, consi-

derando-se um fator de eficiência de 65%, de forma que os materiais trabalhassem

no regime elástico linear. Em função das referidas considerações, a tensão de com-

pressão aplicada nos modelos numéricos foi a seguinte:

50%.Fm = 0,5. 0,65. 11,5 = 3,74 MPa

Bloco 14x19x39 cm

Prisma Paredinha

(a) (b)

Parede Prisma Paredinha Parede

Bloco 14x19x44 cm

Nas Figuras 5 a 7 são apresentadas as tensões máximas de tração obtidas

nas análises numéricas dos prismas, paredinhas e paredes. Vale ressaltar que foram

feitas análises apenas das tensões máximas de tração, por serem essas as responsá-

veis pela ruptura dos blocos quando empregados na confecção dos elementos de

alvenaria (prismas, paredinhas e paredes).

Figura 4 – Detalhe dos elementos estruturais modelados com os blocos de concreto (a) (14x19x39) cm e (b) (14x19x44) cm para avaliação numérica do desempenho estrutural

Tabela 1 – Propriedades dos materiais consideradas nas análises numéricas

Resistência à compressão (Fc) (MPa)

Módulo de Elasticidade (MPa) Coeficiente de Poisson (υ)

Bloco 11,5* 18990,5 0,17

Argamassa 5,0 4224,5 0,24

* Resistência à compressão do bloco na área líquida


135

Bloco 14x19x44 cm - Face externa Bloco 14x19x39 cm - Face externa

Bloco 14x19x44 cm - Vista interna Bloco 14x19x39 cm - Vista interna

Tensões máximas de tração

0,00 a 0,04 MPa

0,04 a 0,12 MPa

0,12 a 0,20 MPa

0,20 a 0,27 MPa

0,27 a 0,35 MPa

0,35 a 0,42 MPa

0,42 a 0,50 MPa

Figura 5 – Tensões máximas de tração – Prismas de três fiadas modelados com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm

Analisando-se as distribuições de tensões máximas de tração encontradas nos

prismas de três blocos (Figura 5), pode-se verificar que não existem diferenças signi-

ficativas entre os dois tipos de blocos. Entretanto, quando se avaliam os resultados

obtidos para as paredinhas e paredes confeccionadas com os referidos blocos (Figuras

6 e 7), pode-se perceber que o desempenho do bloco de concreto (14x19x44) cm é

significativamente superior, haja vista o menor nível de tensões obtido (0,30 MPa) se

comparado com o nível de tensão de tração obtido em alguns pontos para o bloco

de concreto (14x19x39) cm (> 0,50 MPa). Esse fato pode ser explicado pela falta de

coincidência entre as paredes transversais, quando do emprego do bloco de concreto

(14x19x39) cm, o que acarreta uma concentração de tensões nessas regiões (ver detalhe

de apoio dos blocos de concreto (14x19x39) cm – Figura 8). No caso dos prismas de

três blocos de concreto, isso não acontece pelo fato de ambos os blocos terem sido

modelados simulando prismas com as paredes longitudinais e transversais coinciden-

tes (ver detalhe na Figura 8). Deve ser ressaltado que essa diferença entre os níveis de

tensão foi obtida utilizando-se um modelo de análise elástico linear e serve apenas para


136




0,00 a 0,04 MPa

0,04 a 0,12 MPa

0,12 a 0,20 MPa

0,20 a 0,27 MPa

0,27 a 0,35 MPa

0,35 a 0,42 MPa

0,42 a 0,50 MPa




0,00 a 0,04 MPa0,04 a 0,12 MPa0,12 a 0,20 MPa0,20 a 0,27 MPa0,27 a 0,35 MPa0,35 a 0,42 MPa0,42 a 0,50 MPa

demonstrar que, se fosse definida uma tensão de tração máxima resistente dos blocos, as

alvenarias construídas com os blocos de (14x19x44) cm estudados necessitariam de um

carregamento de compressão mais elevado do que as alvenarias confeccionadas com os

blocos tradicionais de (14x19x39) cm para romper sob esforços de compressão.

Figura 7 – Tensões máximas de tração – Paredes modeladas com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm

Figura 6 – Tensões máximas de tração – Paredinhas modeladas com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm


137

Figura 8 – Detalhe do apoio entre as paredes transversais de prismas, paredinhas e paredes confeccionadas com blocos de concreto (14x19x39) cm

5 Seleção de tipos e teores de aditivo redutores de permeabilidade para ser incorporados aos blocos de concreto

Esta etapa foi dividida em duas partes. A primeira parte constituiu-se em ana-

lisar sete aditivos impermeabilizantes/hidrofugantes para selecionar dois aditivos

que apresentassem o melhor desempenho de estanqueidade em peças de concreto.

Após essa seleção, foi realizada a segunda parte, que corresponde à otimização da

dosagem desses dois aditivos pré-selecionados. Nessas duas etapas foram utilizadas

peças de pequenas dimensões (Figura 9a). Para a avaliação da estanqueidade no esta-

do endurecido, utilizou-se um método desenvolvido pelo GTec/UFSC, conforme

apresentado por Anselmo Jr. (2004), que tem como base o ensaio do Cachimbo

(CSTC/NIT-140). Utilizou-se um aparato com o objetivo principal de manter cons-

tante a pressão de água sobre as peças durante o ensaio de permeabilidade por meio

do uso de vasos comunicantes (Figura 9b).

Prisma Parede

Área de apoio


138

(a)

2

2±5

Ensaio de Permeabilidade

Resistência àcompressão

Cortes

±5

±5

(b)

Figura 9 – (a) Posições dos cortes e destino de cada parte e (b) equipamento utilizado no ensaio de permeabilidade

Para a avaliação do teor de aditivo e espessura das paredes dos blocos, variou-

se a dosagem dos aditivos. Foram testadas misturas com 40%, 70% e 100% do teor

máximo recomendado pelo fabricante. Além disso, produziram-se fatias de espes-

suras diferentes simulando blocos de septos (paredes) variáveis. Essas fatias foram

obtidas de maneira semelhante à da etapa anterior (com cortes) e tinham espessuras

de 20 mm, 25 mm e 32 mm.

Diante dos resultados encontrados, optou-se em produzir os blocos em escala

real, utilizando-se a dosagem de 70% do teor máximo recomendado pelos fabrican-

tes. Para a geometria dos blocos, foi adotada a espessura de parede de 25 mm, por ser

a mínima aceita por norma vigente na época do estudo – NBR 6136:1994 (atualmente

admitem-se 20 mm – NBR 6136:2006) para blocos de concreto com função estrutu-

ral e também por ser a que estava à disposição na empresa para a produção.


139

A produção dos blocos com o uso dos aditivos e da mistura de referência foi

realizada na empresa parceira, Toniolo Pré-moldados Ltda., e durante essa etapa não

foram observadas alterações significativas na produtividade da máquina vibroprensa

real, por conta do emprego dos aditivos e das dosagens selecionadas. Os blocos se-

guiram a mesma linha de produção adotada normalmente pela empresa e foram pos-

teriormente identificados e separados para desenvolvimento do restante da pesquisa.

Na Tabela 2 são apresentadas as características dos blocos de concreto fabricados.

Tabela 2 – Características dos blocos de concreto fabricados com e sem aditivos

Bloco de concreto

Absorção total média (%) Dimensões (cm) Volume médio (dm3) Alíquida/Abruta

Referência 6,7

14 x 19 x 39 5,48 53,2DE 7,0

RI 6,4

Os valores de absorção de água total foram similares entre os lotes produ-

zidos, demonstrando que o aditivo não influenciou nessa propriedade (Tabela 2).

Cabe ressaltar que a norma NBR 6136:2006 recomenda que a absorção total deva

ser menor ou igual a 10%.

Na Figura 10 são apresentados os valores obtidos de absorção de água por

capilaridade versus a raiz quadrada do tempo.

Abs

orçã

o de

águ

a (g

/cm

²)

Detalhe ampliado (escala y)

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,00,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1

DERIREFDE SuperiorDE InferiorRI SuperiorRI Inferior

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0,00

0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1

Tempo (√h)

Figura 10 – Absorção de água por capilaridade versus a raiz quadrada do tempo: (a) blocos de concreto com e sem aditivo e (b) blocos de concreto com aditivos (detalhe)


140

Observa-se que os blocos de concreto aditivados apresentam uma taxa de absor-

ção de água significativamente inferior à dos blocos de referência (sem aditivos).

Na Tabela 3 é apresentada a resistência à compressão média e característica

dos blocos de concreto e o coeficiente de variação.

Tabela 3 – Resistência à compressão média e característica dos blocos de concreto de referência e os moldados com aditivos hidrofugantes/impermeabilizantes (DE e RI)

Um ponto muito importante detectado no estudo foi quanto à influência da

textura superficial dos blocos na estanqueidade. Verificou-se, durante os estudos de

dosagem, que peças com piores acabamentos superficiais apresentaram desempe-

nhos inferiores. Dessa forma, para melhorar a textura superficial, aconselha-se uma

seleção criteriosa dos agregados miúdos que permita a obtenção de uma textura

mais fechada.

6 Seleção de aditivos e dosagem das argamassas

Nesta etapa, o objetivo principal foi avaliar a influência do emprego de dife-

rentes tipos de aditivos hidrofugantes ou impermeabilizantes nas propriedades do

estado fresco e endurecido de argamassas de assentamento, no intuito de viabilizar

sua utilização em alvenarias aparentes estanques.

Para atender ao proposto, foram empregados cinco diferentes tipos de adi-

tivos em dois tipos de argamassas: de cimento e mistas de cal e cimento. Foram

avaliadas as propriedades consistência, trabalhabilidade, plasticidade, retenção de

água, massa específica e teor de ar incorporado, absorção de água por capilaridade,

resistência à compressão, resistência à tração na flexão e módulo de elasticidade.

Bloco de concreto

Resistência característica (MPa)

Resistência média (MPa)

Coeficiente de variação (%)

Referência 6,45 8,81 14,1

DE 5,31 8,90 28,2

RI 8,20 10,08 12,4


141

O comportamento das argamassas na absorção de água por capilaridade em

função do tempo é apresentado na Figura 11. Observa-se que, para todas as arga-

massas contendo aditivos, houve redução na absorção de água por capilaridade.

É verificado também que o melhor desempenho foi apresentado pelas argamassas

de cimento com aditivos, ou seja, aquelas que não continham cal hidratada (CR).

Entretanto, por uma questão de deficiência de trabalhabilidade das argamassas de

cimento, optou-se por empregar a argamassa mista com aditivo RI, identificada na

Figura 11 como MR (a segunda de melhor desempenho).

Abs

orçã

o de

águ

a (g

/cm

²) 3,002,702,402,101,801,501,200,900,600,300,00

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

C REFM KM REFC KM SC MM MC SM RC RM VC V

Raíz do Tempo (√h)

Figura 11 – Absorção de água por capilaridade em função da raiz do tempo

A influência desses aditivos nas demais propriedades mencionadas foi

também estudada e os resultados apresentados em Casali, Gava e Prudêncio Jr.

(2006). Observou-se que a introdução dos aditivos não alterou consideravelmente

tais propriedades.

7 Permeabilidade de prismas e paredes confeccionados com blocos e argamassas aditivadas

Para a avaliação da permeabilidade dos prismas confeccionados com blocos

e argamassas selecionadas anteriormente, foi utilizado um ensaio alternativo ao pre-

conizado pela ASTM E 514. No ensaio realizado (Figura 12), o bloco de concreto é

parcialmente submerso em uma lâmina de 4 cm de água com a face de maior área na


142

horizontal e determina-se o tempo que a água atravessa a parede exposta do bloco

(aparecimento de mancha de umidade na face interna dessa parede). Esse ensaio já

foi realizado em outros trabalhos no GTec e reproduz bons resultados.

Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 4, onde estão sintetiza-

dos os resultados dos tempos de afloramento da água na face interna inferior dos

prismas. Esses resultados estão agrupados em apenas três colunas, que se referem

unicamente ao tipo de bloco empregado na confecção dos prismas, já que foram

confeccionados com a mesma argamassa mista MR.

Tabela 4 – Tempo de afloramento da água na face interna dos prismas submetidos ao ensaio de permeabilidade

Figura 12 – Ensaio de estanqueidade em prismas de alvenaria

Após a realização do ensaio, os prismas eram desmontados e verificado onde

ocorreu a passagem de água, que, na maioria dos casos, ocorria na interface bloco

de concreto e argamassa de assentamento.

Bloco No CPTempo de afloramento

da água (min: seg)Observação

RI

1 180:00Após 50 minutos, houve o aparecimento de

uma pequena umidade no canto, possivelmente causada pela má aplicação da pintura lateral.

2 10:00Passagem de água entre a argamassa

de assentamento e a argamassa de rejunte colocada para a selagem dos orifícios.

DE

1 20:00 Interface entre argamassa e bloco de concreto.

2 3:00Passagem entre a argamassa de

assentamento e a argamassa de rejunte colocada para a selagem dos orifícios.


143

Para avaliar a estanqueidade de alvenarias de blocos de concreto foram con-

feccionadas paredes de (1,20x1,20) m para o ensaio de permeabilidade segundo a

ASTM E 514 (Standard test method for water penetration and leakage through masonry). Foi

construída uma parede para cada combinação bloco de concreto (RI e DE) e arga-

massa de assentamento MR.

Na Figura 13, pode ser observado o ensaio de permeabilidade sendo realiza-

do na parede confeccionada com bloco de concreto DE. Os resultados obtidos nos

ensaios estão sintetizados na Tabela 5.

Figura 13 – Ensaio de permeabilidade na parede confeccionada com bloco de concreto DE

*Durante a realização de todo o ensaio a parede DE não apresentou nenhuma área de molhagem

Tabela 5 – Síntese dos resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade segundo a ASTM E 514

Bloco de concreto utilizado

Primeira mancha (min)

Área de molhagem em porcentagem da área de exposição à água (%)

3 horas 5 horas 7 horas

RI 70 0,1 0,3 0,6

DE -* - - -


144

Como pode ser visualizado na Tabela 5, apenas um corpo-de-prova atendeu

ao primeiro dos requisitos da ASTM (tempo de aparecimento da primeira mancha

superior a 180 min), que foi a parede moldada com o bloco de concreto DE. Para

essa parede, não foi observada nenhuma área de molhagem de água até o término

do ensaio (7 horas). Os demais requisitos (área de molhagem a 5 e 7 horas) foram

atendidos para todas as paredes estudadas. Cabe ressaltar que os valores de área de

molhagem para a parede RI foram muito baixos e ao longo do tempo essas áreas

não aumentaram significativamente.

O desmonte das paredes após cada ensaio permitiu verificar as causas do não-

atendimento das prescrições normativas para a parede RI e o comportamento da

parede DE. A passagem de água através dos blocos, como já era esperado, não

ocorreu nas paredes com blocos aditivados. Para a parede DE, em que não houve

ocorrência de mancha de umidade após 7 horas de ensaio, pôde-se constatar na

demolição que houve uma penetração de água também em falhas da interface bloco

de concreto e argamassa de assentamento. Entretanto, isso não foi o suficiente para

o aparecimento de manchas na parede.

Pode-se concluir que é viável a construção de paredes estanques de alvenaria

estrutural sem a necessidade de revestimento externo, apenas com a utilização de

materiais adequados (bloco de concreto e argamassa de assentamento contendo

aditivos hidrofugantes/impermeabilizantes).

8 Propriedades dos prismas confeccionados com blocos e argamassas com baixa permeabilidade no estado endurecido

Para a verificação do desempenho desses blocos de concreto produzidos na

alvenaria, optou-se pela realização de ensaio de prismas. Esses prismas foram assen-

tados com a argamassa de assentamento MR. Essa argamassa de assentamento foi

caracterizada no estado fresco (GTec Teste) e no estado endurecido (resistência à

compressão e módulo de elasticidade). Além disso, foram confeccionados outros

três prismas com quatro unidades de altura destinados ao ensaio de resistência de


145

aderência na flexão conforme a norma americana ASTM E518-80. Os ensaios tam-

bém foram realizados aos 28 dias.

A Tabela 6 apresenta os resultados obtidos de resistência à compressão das argamas-

sas (em corpos-de-prova de 5x10 cm), dos blocos de concreto e dos prismas (fator de efici-

ência). Além disso, mostra os módulos de elasticidade da argamassa e dos prismas (conjunto

bloco-argamassa) obtidos através do gráfico tensão versus deformação específica.

Observando a Tabela 6, percebe-se que a resistência à compressão das arga-

massas aumentou conforme as moldagens dos prismas. O traço utilizado foi o mes-

mo, porém, como foi fixada a trabalhabilidade, a quantidade de água era variada.

Para os prismas RI foi utilizada uma quantidade de água maior (relação a/c = 1,52),

enquanto para os prismas DE a relação a/c foi de 1,49. Porém, para o módulo de

elasticidade, as duas argamassas apresentaram valores semelhantes.

Tabela 6 – Propriedades dos prismas com blocos de concreto e argamassa de baixa permeabilidade

Os valores obtidos de resistência à aderência na flexão foram semelhantes e

próximos ao mínimo recomendado por Sabbatini (2002) (0,25 MPa).

9 Produção de blocos com nova geometria e avaliação comparativa do seu desempenho em prismas e paredes

A produção dos blocos com a nova geometria com mistura de referência foi

realizada na empresa parceira, Toniolo Pré-moldados Ltda., e para essa etapa foi

necessário o uso de uma forma especialmente confeccionada para este projeto.

BlocoResistência à compressão

(MPa)* Fator de eficiência

Módulo de elasticidade (MPa)

Resistência de aderência à flexão

(MPa)++Argamassa+ Bloco Prisma Argamassa+ Prisma**

RI 7,96 10,07 8,24 0,82 7580 14777 0,28

DE 9,25 8,9 6,94 0,78 7773 7532 0,26

* - Valores médios + - CP 5x10 cm** - Módulo de elasticidade em área líquida ++ - Valor máximo encontrado de três prismas


146

Foram produzidos aproximadamente 100 blocos de concreto (14x19x44) cm (largura,

altura e comprimento) e espessura de parede de 25 mm, sem aditivos hidrofugantes

ou impermeabilizantes.

O traço utilizado foi semelhante ao já empregado pela empresa para resis-

tência característica (fbk), de 6 MPa. Foi feita apenas uma correção na quantidade

de areia fina para melhorar a coesão da mistura. Na Tabela 7 são apresentadas as

quantidades de material utilizadas para a produção dos blocos de concreto com

a nova geometria. A Figura 14 mostra a produção dos blocos de concreto com a

nova geometria.

Tabela 7 – Quantidade de material utilizado para a produção dos blocos de concreto com a nova geometria

Figura 14 – Produção dos blocos de concreto com a nova geometria

Com o intuito de realizar um comparativo entre a geometria usual e a nova

geometria, foram confeccionados prismas e paredes com a mesma argamassa de

assentamento (argamassa mista – cimento, cal e areia – com traço 1:1:5, em volume

e areia seca) (Figura 15).

Mistura Cimento (kg) Pedrisco (kg) Areia Média (kg) Areia Fina (kg)

1 100 270 550 250


147

(a) (b)

Figura 15 – Detalhe da moldagem dos prismas (a) e das paredes para ensaio de resistência à compressão (b)

Foram confeccionados três prismas de três blocos e duas paredes de 13 fiadas

com os dois tipos de blocos estudados. Todos os ensaios foram realizados aos 28

dias após sua moldagem. Cabe ressaltar que, em todos os casos, foi utilizado arga-

massamento total.

A determinação das deformações para a obtenção do módulo de elasticidade

da argamassa e dos prismas foi realizada utilizando-se relógios comparadores ana-

lógicos com precisão de 0,001 mm.

Nas paredes, as deformações foram obtidas com transdutores de desloca-

mentos (LVDTs) em posições opostas das paredes e com straingauges em posições

predefinidas em função das maiores tensões tanto de tração apresentadas no mo-

delo computacional distinta para cada geometria. Nas Figuras 16 e 17 pode ser

observado o esquema de posicionamento dos instrumentos.

A Tabela 8 apresenta os resultados obtidos de resistência à compressão e mó-

dulo de elasticidade da argamassa de assentamento, dos prismas e das paredes.

Tabela 8 – Resistência à compressão e módulo de elasticidade das argamassas, dos prismas e das paredes

GeometriaResistência à compressão (MPa)* Fator de

eficiênciaMódulo de

elasticidade (MPa)

Argamassa+ Bloco Prisma Parede Prisma Parede Argamassa Prisma**

Usual5,41

11,45 8,24 7,06 0,72 0,627593

12464

Nova 10,06 8,05 6,30 0,70 0,55 16675

* - Valores médios e em área bruta + - CP 5x10 cm ** - Módulo de elasticidade secante em área bruta


148

Figura 16 – Posição dos straingauges e transdutores de deslocamento (LVDTs) do bloco de concreto de (14x19x39) cm

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Straingaugeshorizontal



Straingaugevertical Transdutor de

deslocamento

Figura 17 – Posição dos straingauges e transdutores de deslocamento (LVDTs) do bloco de concreto de (14x19x44) cm

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1



Straingaugevertical

Transdutor dedeslocamento

Pode-se observar na Tabela 8 que os resultados de resistência à compressão

média dos blocos de concreto, prismas e paredes, para a nova geometria (14x19x44)

cm, foram ligeiramente inferiores em relação aos observados para a geometria usual


149

(14x19x39) cm. Acredita-se que esse fato ocorreu em função dos blocos (14x19x44)

cm terem sido obtidos de uma produção protótipo, com pouco tempo para ajustes

de equipamento e fôrma. Com isso, esses blocos apresentaram algumas deficiências,

principalmente na variação da espessura das paredes longitudinais e na variação de

massa das unidades. Isso pode ter gerado alguns pontos de fraqueza, prejudicando

o desempenho final nos ensaios à compressão.

10 Comparação entre os resultados dos modelos numéricos e experimentais das paredes

Na Figura 18, encontram-se as distribuições de tensões nas paredes confec-

cionadas com os dois tipos de blocos, juntamente com a posição e a numeração

dos straingauges empregadas no ensaio. Vale ressaltar que, para ambas as paredes, a

maioria dos straingauges foi posicionada na horizontal, com o intuito de se avaliar o

nível de deformação de tração sofrido durante o carregamento.

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

7 e 98 e10

Straingauges 5 e 11na vertical e em lados opostos

(a) (b)

Straingauges 5 e 6na vertical e em lados opostos

7 e 98 e10

Tensões máximas de tração0,00 a 0,04 MPa0,04 a 0,12 MPa0,12 a 0,20 MPa0,20 a 0,27 MPa0,27 a 0,35 MPa0,35 a 0,42 MPa0,42 a 0,50 MPa

Figura 18 – Detalhe das distribuições de tensões máximas de tração e do posicionamento dos straingauges na parede confeccionada com os blocos: (a) 14x19x39 cm e (b) 14x19x44 cm

Nas Figuras 19 e 20 são apresentados os resultados de deformação obtidos

nos ensaios de parede para as duas tipologias de bloco.


150

Figura 19 – Resultados obtidos no ensaio da parede confeccionada com o bloco de concreto (14x19x39) cm

Def

orm

ação

(1/

1000

)0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

10

9

841,2,3,6,7 1

234567891011

Tensão (MPa)

Def

orm

ação

(1/

1000

)

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

8

7,101,4,92,3 1

2345678910

Tensão (MPa)

Figura 20 – Resultados obtidos no ensaio da parede confeccionada com o bloco de concreto (14x19x44) cm

Apesar de o desempenho das paredes confeccionadas com blocos de concreto

(14x19x44) cm ter sido ligeiramente inferior ao das paredes dos blocos de concreto

(14x19x39) cm (conforme mencionado no item anterior), as deformações de tração

medidas através dos straingauges e apresentadas nas Figuras 19 e 20 mostram que a

parede confeccionada com blocos de geometria usual apresentam deformações de

tração sensivelmente superiores às observadas na parede com blocos de concreto

(14x19x44) cm. Esse fato serve para ratificar os resultados obtidos nos modelos numé-

ricos, e vai ao encontro da tese de que as deficiências apresentadas pelos blocos de

concreto (14x19x44) cm podem ter causado a ruptura prematura das paredes.

Os resultados obtidos nos ensaios das paredes indicam que as regiões mais

solicitadas à tração encontram-se próximas dos pontos 8, 9 e 10, pontos esses apon-

tados como regiões mais tracionadas no modelo numérico.


151

Com relação às deformações devidas aos esforços de compressão, ambas as

paredes apresentaram deformações similares dentro da faixa de tensão analisada

(3,5 MPa à compressão). Vale ressaltar que o nível de tensão de compressão foi limi-

tado em 3,5 MPa, por ser um valor próximo ao empregado nas análises numéricas

e por estar dentro do regime elástico linear.


O trabalho desenvolvido mostrou a possibilidade de produção de paredes

estanques a partir do uso de blocos de concreto e argamassas devidamente adi-

tivadas. Além disso, o desenvolvimento de uma nova geometria para os blocos

permitiu a melhoria de desempenho estrutural e construtivo.

Com relação ao desenvolvimento do trabalho propriamente dito, deve-se

ressaltar o sucesso obtido com o modelo de pesquisa em rede, que permitiu associar

pesquisadores e laboratórios de diferentes centros de pesquisa, aproveitando ao

máximo as potencialidades de cada.

Tomando-se como referência os trabalhos desenvolvidos no país em al-

venaria estrutural de blocos de concreto, os resultados experimentais obtidos

foram impressionantes. Conseguiu-se atingir resistências em paredes muito aci-

ma do esperado para o nível de resistência dos blocos empregados, conduzindo

a um fator de eficiência (parede/bloco) da ordem de 60%, o que demonstra a

importância da qualidade do ensaio na obtenção de resultados confiáveis.

A micromodelagem por elementos finitos das paredes e primas de alvenaria uti-

lizando-se elementos sólidos, mais uma vez, mostrou-se uma ferramenta extremamente

útil para detectar concentrações de tensões e propiciar melhorias no sistema de alvenaria

estrutural, nesse caso especificamente na geometria dos blocos de concreto.

Ao final deste trabalho, deve-se ressaltar a potencialidade do uso do siste-

ma desenvolvido com o novo bloco para habitações de interesse social, em fun-

ção da grande racionalização da construção e reduções de seu custo final. Entre

as vantagens do sistema com a nova tipologia de bloco, merecem destaque:


152

a) dispensa de revestimento argamassado externo pela boa estanqueidade;

b) aumento da produtividade na execução (aproximadamente 12%);

c) maior facilidade de manuseio do bloco, da passagem de tubulações

elétricas, de grauteamento e disposição de armaduras verticais; e

d) economia de argamassa de assentamento por redução do número de juntas

verticais, de septos transversais e redução de área de encabeçamento.

Para finalizar, entende-se que o sistema construtivo proposto é técnica e

economicamente viável, faltando apenas um incentivo a empresas produtoras de

bloco e construtoras, por parte de órgãos de fomento, para torná-lo atrativo para

aplicação imediata na construção civil.

Agradecimentos

À empresa Rischbieter Indústria e Comércio, pelo apoio prestado na área de

aditivos impermeabilizantes.

À empresa Toniolo Pré-Moldados, por ter acreditado na idéia e ter aceitado

participar deste projeto.

Referencias bibliográficas


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assentamento para alvenaria estrutural. In: ENCONTRO NACIONAL DE

TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Agosto 2006.


153

CASALI, J. M. Estudo comparativo de tipos de argamassa de assentamento

para alvenaria estrutural de blocos de concreto. 2003. Dissertação (Mestrado

em Engenharia Civil) – Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

Universidade Federal de Santa Catarina, 2003.

MATA, R. C. Influência do padrão de argamassamento na resistência à

compressão de prisma e mini-paredes de alvenaria estrutural de blocos de

concreto. 2006. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pós-

Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.

PRUDÊNCIO JR., L. R. et al. Desenvolvimento de sistema alternativo de

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ALVBLOC. Relatório Final. Florianópolis, Outubro 2008. 77 p.

SABBATINI, F. H. Alvenaria estrutural: materiais, execução da estrutura e

controle tecnológico. Brasília, Caixa Econômica Federal, 2002. Disponível em:

<http://downloads.caixa.gov.br/_arquivos/inovacoestecnologicas/manualvest/

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STEIL, R. O. Efeito da geometria de bloco de concreto e do tipo de

argamassa no desempenho à compressão de prismas de alvenaria não

grauteados. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pós-

Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2003.

TORRESANI, J. H. Proposta de nova tipologia de blocos de concreto para

alvenaria estrutural e contribuição para a fabricação de blocos em escala

reduzida. 2006. 151 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Curso de

Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.

WEIDMANN, D. F.; CASALI, J. M.; PRUDÊNCIO JR., L. R. Avaliação do

desempenho de aditivos hidrofugantes e impermeabilizantes empregados em

blocos de concreto para alvenaria estrutural. In: ENCONTRO NACIONAL DE

TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Agosto, 2006.


154

Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício


Regina Helena Ferreira de Souza é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UERJ) em 1978, mestre pela Universidade Federal Fluminense

(UFF) em 1985 e doutora em Engenharia Civil pelo Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa em 1990. Em 1998 completou um programa de

pós-doutorado no Instituto Superior Técnico, em Portugal. É professora titular de Estabilidade das Construções da UFF desde 1994. No momento, atua

como professora do Departamento de Estruturas e Fundações da UERJ, como pesquisadora da UFF, CNPq, Faperj e Finep e como consultora na área da

recuperação e reforço de estruturas de concreto, sendo autora de mais de 50 trabalhos técnicos publicados no Brasil e no exterior.

Márcia Dacache Felício possui mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal Fluminense (1995). Enquadrada como assistente em administração

na referida Universidade, atua também como pesquisadora, principalmente nos seguintes temas: ancoragem, aderência, concreto de alta resistência

e durabilidade. Atualmente integra a pesquisa Análise de Desempenho de Revestimentos de Fachadas (REFA), financiada pelo CNPq/Finep, com a

participação de algumas instituições superiores de ensino e várias empresas de construção de vulto.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

155

6.Avaliação do desempenho

de revestimentos de fachadas

Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício

Resumo

Os objetivos da presente pesquisa são avaliar o desempenho, ao longo do

tempo, dos revestimentos de concreto aparente e de alvenaria normal-

mente utilizados nas fachadas prediais e compreender os mecanismos

de degradação que ocorrem nesses sistemas. Trata-se de um estudo experimental

que está sendo desenvolvido a partir da parceria de três universidades e três empre-

sas do ramo da construção civil, a saber: Universidade Federal Fluminense (UFF),

Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Universidade Federal do Rio de

Janeiro (UFRJ), JM Construções, RG Côrtes Engenharia S.A. e Pinto de Almeida

Engenharia S.A.

Para tal, foi construída a “Estação de Ensaio de Revestimentos de Fachadas”

em frente à Baía de Guanabara, onde os modelos, constituídos por paredes de alve-

naria, ficam expostos ao ambiente marinho e às intempéries. A construção dessas

paredes, no que se refere aos materiais e às técnicas executivas, teve como premissa

reproduzir os procedimentos usuais das obras. Este estudo, além da originalidade

no país, é de grande importância na atualidade.


156

No presente trabalho, faz-se breve descrição da pesquisa e apresentam-se os

resultados dos primeiros ensaios realizados, que se referem à caracterização das alve-

narias, do concreto e das argamassas usados na construção desses modelos, bem

como dos ensaios de permeabilidade nas paredes.

1 Introdução

Os destacamentos de partes de revestimentos de fachadas, frequentemente veicula-

dos nos noticiários, às vezes com acidentes fatais, a presença constante de umidade nas

paredes internas das edificações, os problemas de infiltração e a sujeira nas fachadas são

exemplos típicos de degradações associadas principalmente ao envelhecimento natural

das estruturas e à falta de manutenção (SOUZA; ALMEIDA; VERÇOSA, 2005).

Entretanto, têm-se observado também, com certa frequência, problemas em

edifícios recém-construídos, como, por exemplo, manchas em pastilhas cerâmicas,

manchas em placas de granito, destacamentos de pastilhas cerâmicas, fissuras em

pisos e infiltrações. Tal fato pode ser atribuído não só ao surgimento crescente de

novos materiais como também a técnicas de construção que visam a maior rapidez

e economia, sem, contudo, ter-se plena garantia do desempenho da estrutura ao

longo do tempo.

As condições de exposição das superfícies das paredes externas podem desen-

cadear mecanismos de degradação, tais como fissuras de retração, deficiência de

aderência, fungos e bolor, como é o caso da ação conjunta da chuva e do vento.

As superfícies de concreto aparente devem ser finalizadas com a aplica-

ção de revestimentos protetores normalmente constituídos por hidrofugantes e

impermeabilizantes. Esse tratamento tem por objetivo promover proteção à es-

trutura que minimize a penetração da água e dos agentes agressivos. Existe, no

mercado, uma infinidade de membranas e pinturas de revestimento que, apesar

de sua importância, precisam ser avaliadas quanto ao desempenho e à eficiência

ao longo do tempo.


157

Considerando-se todos esses aspectos, constatou-se a necessidade de estudo

da durabilidade das fachadas por meio do desenvolvimento de pesquisa que não só

considerasse todos os materiais constituintes em escala real e ao longo do tempo,

mas também que mobilizasse todos os intervenientes do processo, ou seja, profes-

sores e alunos de universidades, pesquisadores, construtores, fabricantes de mate-

riais, arquitetos e engenheiros (SOUZA; ALMEIDA; VEIGA, 2005).

2 Descrição dos modelos estudados

Os modelos experimentais constituem-se de 12 paredes de alvenaria com dimen-

sões de 2,00 m x 2,00 m, sendo 11 com blocos cerâmicos e uma com blocos de con-

creto, apoiadas sobre vigas de concreto armado e revestidas com diferentes tipos

de materiais. O conjunto de paredes assim constituído foi denominado “Estação de

Ensaio de Revestimentos de Fachadas” e construído no Campus da UFF, em fren-

te à Baía de Guanabara, na cidade de Niterói (RJ). As paredes foram dispostas de

modo a receber o vento e a chuva dominantes. Assim, suas faces frontais recebem a

maior incidência dos agentes agressivos e, de acordo com a rotação do Sol no local,

as faces posteriores recebem a maior insolação.

Tipos de revestimentos estudados

São estudados os revestimentos mais comumente utilizados em paredes de

alvenaria, como as argamassas fabricadas em canteiro de obra e as argamassas in-

dustrializadas. Para o acabamento final, são testados tintas e texturas, materiais

cerâmicos e pedras ornamentais.

As especificações dos materiais utilizados encontram-se descritas abaixo. A

construção das paredes e a aplicação dos revestimentos e acabamentos finais foram

executadas por profissionais cedidos pelas construtoras e seguiram a prática corren-

te das obras.

· Parede 1: bloco de concreto + argamassa padrão + pintura

· Parede 2: bloco cerâmico + argamassa padrão + pintura


158

· Parede 3a: bloco cerâmico + argamassa padrão com saibro + pintura

· Parede 3b: bloco cerâmico + argamassa padrão com fibra + pintura

· Parede 4: bloco cerâmico + argamassa padrão + pintura

· Parede 5: bloco cerâmico + argamassa padrão + textura

· Parede 6: bloco cerâmico + argamassa industrializada 1 + pintura e textura

· Parede 7: bloco cerâmico + argamassa industrializada 2 + pintura e textura

· Parede 8: bloco cerâmico + argamassa semipronta de cal + pintura e textura

· Parede 9: bloco cerâmico + argamassa industrializada 3 já texturada

e pigmentada

· Parede 10: bloco cerâmico + argamassa padrão + pastilha e cerâmica

· Parede 11: bloco cerâmico + argamassa padrão + granito e textura

· Parede 12: bloco cerâmico + argamassa padrão sarrafeada, referência

sem acabamento

· Parede de referência (dentro do laboratório): bloco cerâmico + argamassa

padrão + pintura e textura

Em todas as paredes, adota-se o mesmo procedimento na frente e atrás. Outros

detalhes do projeto podem ser conferidos na internet, na página www.uff.br/refa.

As Figuras 1 e 2 apresentam uma vista da Estação de Ensaio.

Figura 1 – Vista geral da Estação de Ensaio de Revestimentos de Fachadas


159

Figura 2 – Paredes revestidas com (a) argamassa sarrafeada, (b) materiais cerâmicos, (c) granito e textura, e (d) argamassa industrializada 3

3 Metodologia

Para facilitar a implantação e o controle de todas as atividades, o projeto de

pesquisa foi dividido em etapas.

As atividades da 1ª etapa referem-se à Definição do Programa Experimental

– pesquisa bibliográfica, leitura e análise dos dados bibliográficos, estabelecimento

de contatos, busca de financiamento, autorização do reitor para utilização de espaço

do campus e outras. A relação das referências bibliográficas pesquisadas e analisadas

encontra-se na página do projeto na internet: www.uff.br/refa.

A 2ª etapa refere-se à Implantação da Estação UFF de Ensaio Natural de

Revestimentos. Constam desta etapa as atividades de: locação física da “Estação

de Ensaio”; cálculo, detalhamento e construção dos modelos físicos; aplicação dos

revestimentos de argamassa; aplicação dos acabamentos finais nas paredes; compra

de equipamentos; ensaios de caracterização dos blocos das alvenarias, do concreto

das vigas e das argamassas; interpretação e análise dos dados desses ensaios; reda-

ção de relatórios; leitura e análise de dados bibliográficos e normas; divulgação dos

resultados em publicações técnicas; e apresentação de trabalhos em eventos.

A 3ª etapa consiste na realização dos Ensaios de Campo, e a 4ª etapa refere-se

à Continuidade dos Ensaios de Campo, para avaliação do desempenho dos materiais

ao longo do tempo. Prevê-se a continuidade da pesquisa por pelo menos 10 anos.


160

4 Descrição dos ensaios

Os métodos de ensaio estão descritos no item 6.

4.1 Ensaios de curta duração

a) Caracterização dos blocos cerâmicos e de concreto:

· avaliação das dimensões;

· determinação da massa e da absorção de água.

b) Caracterização das argamassas:

· resistência à compressão axial;

· resistência à tração por compressão diametral;

· retração;

· densidade de massa aparente;

· consistência no estado fresco;

· densidade de massa no estado fresco;

· absorção de água por capilaridade;

· permeabilidade.

c) Caracterização do concreto:

· resistência à compressão axial;

· absorção de água por capilaridade;

· permeabilidade.

4.2 Ensaios de longa duração

a) Ensaios sobre as paredes:

· determinação do perfil de umedecimento na espessura do revestimento

devido à penetração da água da chuva, com o auxílio do umidímetro;

· determinação do teor de umidade superficial, com auxílio de higrômetro

portátil;


161

· determinação da aderência dos revestimentos, NBR 13528;

· determinação da permeabilidade, RILEM Test Nº II.4, 1980;

· verificação da formação e da evolução das manchas de umidade e do

aparecimento de fissuras, colonização biológica, alteração cromática e

efeitos da poluição.

b) Ensaios sobre o concreto aparente das vigas:

· avaliação da penetração de cloretos, ensaio químico;

· avaliação da penetração de dióxido de carbono, RILEM TC14-CPC, 1988.

c) Avaliação do ambiente:

· temperatura e umidade relativa do ar;

· precipitação de chuvas;

· intensidade e velocidade do vento.

Dados relativos às condições atmosféricas, obtidos em registros constantes,

por meio de estação meteorológica existente no campus da UFF, ao lado da estação

de ensaios.

5 Apresentação dos resultados dos ensaios

Nas Tabelas 1 a 9, descrevem-se as composições e os resultados dos ensaios

de curta duração que se referem à caracterização dos materiais.

5.1 Blocos para alvenaria

Os blocos para alvenaria foram obtidos dos canteiros de obras das cons-

trutoras co-executoras, sendo utilizados em suas obras de edificações. Os blocos

cerâmicos são de fabricação da Cerâmica Colonial e têm 10 furos. Os blocos de

concreto são de fabricação da empresa Mahupe. Para a confecção das paredes, após

o assentamento dos blocos cerâmicos, foram executadas amarrações laterais (pila-

retes) e no topo (vergas) com concreto armado.


162

(a) (b) (c)

Figura 3 – Ensaios nos blocos da alvenaria: (a) imersão dos blocos de concreto em água fria; (b) imersão dos blocos cerâmicos em água quente; e (c) pesagem dos blocos

Tabela 1 – Resultados dos ensaios nos blocos da alvenaria

5.2 Concreto

O concreto foi dosado em central, pela Engemix S.A., com a composição

apresentada na Tabela 2. Os resultados dos ensaios de caracterização do concreto

seguem na Tabela 3.

Tipos de blocos Método de ensaio Ensaios realizados Resultados

Cerâmicos

NBR 7171 (ABNT, 1992a)

Avaliação das dimensões

L=9 mm; H=19 mm; C=19 mm

L=9 mm; H=19 mm; C=29 mm

Espessura das paredes externas: 7 mm

NBR 8947 (ABNT, 1985)

Determinação da absorção de água

15,5%

Atende à NBR 7171:92:

8% < absorção < 25%

Concreto

NBR 7173 (ABNT, 1982)

Avaliação das dimensões

L=9 mm; H=19 mm; C=19 mm

L=9 mm; H=19 mm; C=29 mm

Espessura das paredes: 17 mm

NBR 12118 (ABNT, 2006)

Determinação do teor de umidade e absorção de água

Umidade: 14,03%

Absorção de água: 10,24%

Valores atendem à

NBR 7173:1982


163

Materiais Dosagem em massa (kg/m3)

Cimento CPIII-40RS 384

Brita 1 985

Areia artificial 441

Areia natural grossa 364

Aditivo polifuncional 1,7

Água rede de abastecimento 187

Tabela 2 – Composição do concreto

Tabela 3 – Resultados dos ensaios de concreto

Método de ensaio Ensaios realizados Idade (dias) Resultados

NBR 10342 (ABNT, 1992b) Abatimento medido 0 130 mm

NBR 5739 (ABNT, 2007) Resistência à compressão28 60

43,0 MPa 51,1 MPa

NBR 9779 (ABNT, 1995a)Determinação da absorção de água por capilaridade

180 0,506 g/cm3

RILEM-Test Nº II.4 (RILEM, 1980)

Water absorption under low pressure. Pipe method

2400,5 cm3

após 60 min

A Figura 4 ilustra as etapas do ensaio de absorção de água por capilaridade.

Ao término desse ensaio, os corpos-de-prova foram rompidos diametralmente

para observação e medição da altura de penetração de água, como pode ser visto

na Figura 5.

(a) (b) (c)

Figura 4 – Ensaio de absorção de água por capilaridade no concreto: (a) corpos-de-prova em estufa; (b) sob a ação de lâmina d’água; e (c) submetidos à pesagem


164

Figura 5 – Ensaio de absorção de água por capilaridade no concreto, medição da altura de penetração da água após corte diametral (unidades em mm)

5.3 Argamassas

5.3.1 Dosagem

Todas as paredes receberam chapisco chapado sobre a alvenaria. A composi-

ção do chapisco encontra-se descrita na Tabela 4.

Tabela 4 – Composição do chapisco, por betonada

Materiais Dosagem em massa (kg)

Cimento CPIII – 40RS 100

Areia 240

Aditivo adesivo 11,7

Água rede de abastecimento 23

Foram estudadas três composições diferentes para as argamassas de revesti-

mento das alvenarias, preparadas em canteiro e especificadas na Tabela 5, e quatro

composições de argamassas industrializadas, especificadas na Tabela 6.

Com exceção das paredes 4 e 11, todas as demais receberam camada única de

emboço com 2,5 cm de espessura. A parede 11, conforme exposto anteriormente, foi

revestida de granito e textura. A parede 4 foi dividida em 4a e 4b, sendo aplicada em

ambas as partes a primeira camada com 5 cm de espessura. Após 24 h, aplicou-se uma

segunda camada na parte 4a, com espessura de 3 cm, e, após 72 h, uma segunda cama-


165

da na parte 4b, também com 3 cm de espessura, totalizando 8 cm em toda a extensão

da parede. Essa técnica foi utilizada na intenção de reproduzir o procedimento adota-

do na prática da construção, quando da existência de irregularidades nas alvenarias.

Todas as argamassas de canteiro foram misturadas em betoneira de eixo

inclinado.

Tabela 5 – Especificação das argamassas fabricadas em canteiro

MateriaisDosagem em massa das argamassas

Padrão Padrão com adição de fibra Padrão com saibro

Cimento CPIII (kg) 150 150 150

Areia grossa (kg) Dmáx = 4,8 mmMódulo de finura = 3,21

690 690 345

Saibro (kg) - - 345

Fibra de polipropileno (g) - 100 -

Aditivo plastificante (g) 600 600 600

Água da rede de abastecimento (kg)

97 97 97

Traço unitário em relação à massa de cimento

1:4,6 + 0,4% de aditivo

1:4,6 + 0,4% de aditivo + 0,07% de fibra

1:2,3:2,3 + 0,4% de aditivo

Traço unitário em relação ao volume de cimento

1:5,48 + 1,24% de aditivo

1:5,48 + 1,24% de aditivo + 0,23% de fibra

1:2,74:2,74 + 1,24% de aditivo

A argamassa constituída por cimento e areia é tradicionalmente usada como

revestimento de alvenarias na região do Rio de Janeiro e, por isso, foi considerada

como padrão neste estudo.

As fibras de polipropileno testadas constituem-se por monofilamentos cor-

tados, são resistentes ao meio alcalino, quimicamente inertes, imputrescíveis, não

enferrujam, são atóxicas e inofensivas ao meio ambiente. Suas propriedades físicas

são as seguintes:

a) diâmetro: 18 µm;

b) comprimento: 6 mm;

c) densidade: 0,91 g/cm3;

d) área superficial específica: 225 m2/kg


166

e) dosagem recomendada pelo fabricante: 200 g para 50 kg de cimento; e

f) dosagem utilizada na argamassa: 100 g para 150 kg de cimento.

Tabela 6 – Especificação das argamassas industrializadas

Argamassas Cimento CPV-ARI PLUS + cal CH1 (l)

Areia úmida (l)

Cimento, agregados e aditivos (kg) Água (l)

Semipronta de cal 27 84 - 24

Industrializada 1 - - 50 8,3

Industrializada 2 - - 50 10

Industrializada 3 - - 30 19

Descrição Índice de consistência (mm) NBR 13276 (ABNT, 2005a)

Densidade de massa (kg/m3) NBR 13278 (ABNT, 2005b)

Padrão 242 1.835

Padrão com fibra 238 1.822

Padrão com saibro 258 1.973

Semipronta de cal 286 1.793

Industrializada 1 303 2.085



5.3.2 Ensaios

a) Ensaios nas argamassas no estado fresco

Os resultados desses ensaios estão apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Resultados dos ensaios no estado fresco

Figura 6 – Etapas do ensaio de obtenção do índice de consistência das argamassas no estado fresco, conforme a NBR 13276:2005


167

b) Ensaios nas argamassas no estado endurecido

Após a moldagem, os corpos-de-prova cilíndricos foram deixados em ambien-

te de laboratório por 24 h e então desmoldados e imersos em água por 28 dias, data da

realização desses ensaios. Os resultados estão apresentados nas Tabelas 8 e 9.

Tabela 8 – Resultados dos ensaios no estado endurecido: propriedades mecânicas

DescriçãoResistência à compressão

aos 28 dias (MPa) - NBR 13279 (ABNT, 1995b)

Resistência à tração por compressão diametral aos 28 dias (MPa) -

NBR 7222 (ABNT, 1994)

Padrão 9,3 1,2

Padrão com fibra 5,1 0,7

Padrão com saibro 14,9 2,3

Semipronta de cal 1,0 0,15

Industrializada 1 4,1 0,5



(a) (b)

Figura 7 – Ensaios nas argamassas no estado endurecido: (a) resistência à compressão; e (b) resistência à tração por compressão diametral

Descrição

Densidade de massa aparente

(kg/m3) NBR 13280 (ABNT, 1995c)

Absorção de água por capilaridade NBR 9779, após 72 h (ABNT, 1995a)

Absorção (g/cm2) Altura máxima de penetração (cm)

Padrão 1.606 1,14 4,86

Padrão com fibra 1.588 0,91 4,93

Padrão com saibro 1.696 1,98 6,57

Semipronta de cal 1.612 2,50

Absorção total dos CPsIndustrializada 1 1.864 2,04

Industrializada 2 1.571 2,56

Industrializada 3 1.713 0,82 3,5

Tabela 9 – Resultados dos ensaios no estado endurecido


168

com Fibra

com Saibro

Padrão

Mista

Industr. 1

Industr. 2

Industr. 3

60

50

40

30

20

10

0Abs

orçã

o de

águ

a po

r ca

pila

ridad

e (g

)

Tempo (h)

3 20 24 48 72

A Figura 8 apresenta as curvas do ensaio de absorção de água por capilarida-

de para o conjunto das argamassas estudadas.

Figura 8 – Absorção de água por capilaridade nas argamassas

c) Ensaios de retração

Para a avaliação da retração, realizaram-se diversos ensaios, de acordo com

a NBR 15261 (ABNT, 2005c), que prescreve a moldagem de corpos-de-prova com

dimensões de 25x25x250 mm e o início do ensaio tão logo sejam desmoldados, 48

h após a moldagem. Apesar de não indicar os valores da retração inicial, esse tipo

de ensaio é interessante devido à sua simplicidade e pela dispensa de equipamento

sofisticado (SOUZA, 2004).

CP 1 - 19/9CP 2 - 2/10Média Campo - 19/9

CP 1 - 2/10CP 3 - 2/10Média Lab - 2/10

CP 3 - 19/9CP 4 - 19/9CP 4 - 2/10

CP 2 - 19/9Média Lab - 19/9Média Campo - 2/10

0,50

0,00

-0,50

-1,00

-1,50

-2,00

-2,50

Def

orm

ação

(m

m/m

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Figura 9 – Retração livre das argamassas padrão, por período de dois meses


169

A Figura 9 apresenta as curvas de dois lotes das argamassas padrão e as cur-

vas médias respectivas, tanto dos corpos-de-prova deixados no laboratório quanto

daqueles dispostos no campo junto às paredes. Por esse gráfico, observa-se que as

curvas médias representam, de modo satisfatório, o comportamento à retração livre

ao longo do tempo dessas argamassas.

Os gráficos das Figuras 10 e 11 apresentam as curvas médias de retração das

argamassas padrão, de fibra e de saibro, no laboratório e no campo respectivamente.

Padrão 1 LabPadrão 2 Lab

Fibra LabFibra Lab - ajustado

Saibro LabSaibro Lab - ajustado

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

Def

orm

ação

(m

m/m

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Padrão 1 CampoPadrão 2 Campo

Fibra CampoFibra Campo - ajustado

Saibro campoSaibro campo - ajustado

0,5

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

Def

orm

ação

(m

m/m

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Figura 10 – Retração livre das argamassas padrão, com fibra e com saibro em ambiente de laboratório

Figura 11 – Retração livre das argamassas padrão, com fibra e com saibro em ambiente de campo


170

Industrializada 1 Industrializada 2 Industrializada 3 Semipronta de Cal Padrão

1,5

1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

-3,0

Def

orm

ação

(m

m/m

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Para atender ao cronograma da construtora e devido aos fins de semana, não

foi possível desmoldar os corpos-de-prova das argamassas com fibra e com saibro

dois dias após a moldagem, e, por isso, eles apresentam uma defasagem em relação aos

demais e à Norma. A fim de facilitar a interpretação dos dados, foram traçadas, nesses

gráficos, curvas transladadas à idade de dois dias, indicadas em linha pontilhada.

Os gráficos da Figura 12 e 13 apresentam as curvas médias de retração das

argamassas industrializadas, no laboratório e no campo respectivamente.

Figura 12 – Retração das argamassas industrializadas, ambiente laboratório

Industrializada 1 Industrializada 2 Industrializada 3 Semipronta de Cal Padrão

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

Def

orm

ação

(m

m/m

)

Idade (dias)

7 14 28 35 42 49 56 63

Figura 13 – Retração das argamassas industrializadas, ambiente campo


171

Em razão da época de aplicação das argamassas, os ensaios de retração foram

realizados em dois grupos: as argamassas fabricadas em obra foram avaliadas nos

meses de setembro a novembro de 2006, enquanto as argamassas industrializadas

foram ensaiadas no período de junho a agosto de 2007.

Os gráficos das Figuras 14 e 15 apresentam as curvas da variação de massa

das argamassas industrializadas 2 e 3, respectivamente nos ambientes de laboratório

e de campo, no período de dois meses.

CP1 - Lab

CP2 - Lab

CP3 - Lab

CP6 - Campo

CP4 - Campo

CP5 - Campo

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-7

-8

-9

-10

Varia

ção

de M

assa

(%

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Figura 14 – Variação da massa da argamassa industrializada 2 em dois meses

CP1 - LabCP2 - LabCP3 - LabCP5 - CampoCP6 - CampoCP4 - Campo

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-7

-8

Varia

ção

de M

assa

(%

)

Idade (dias)

7 14 21 28 35 42 49 56 63

Figura 15 – Variação da massa da argamassa industrializada 3 em dois meses


172

As fotografias apresentadas na Figura 16 mostram as etapas do ensaio de

retração e a exposição dos corpos-de-prova, de acordo com o ambiente.

a) Medição da variação dimensional

b) Pesagem do corpo-de-prova c) Ambiente laboratório

d) Campo

Figura 16 – Etapas do ensaio de retração

d) Ensaios de permeabilidade

Os ensaios de permeabilidade à água nas paredes foi realizado com o auxílio

do tubo de Carsten, de acordo com a metodologia proposta pela RILEM Test Nº

II.4, de 1980, conforme ilustra a Figura 17. As Figuras 18, 19 e 20 apresentam os

resultados desses ensaios.

A Figura 18 mostra o resultado dos ensaios de permeabilidade na face da

frente das paredes estudadas.

Os gráficos das Figuras 19 e 20 mostram a permeabilidade das argamassas com

fibras de polipropileno e mistas. As curvas em azul são referentes à face da frente des-

sas paredes, e as curvas em vermelho, referentes à face de trás dessas paredes.


173

(a) Vista dos três tubos de Carsten na parede (b) Detalhe do tubo

Figura 17 – Ensaio de permeabilidade à água

Figura 18 – Permeabilidade das argamassas, face da frente

Padrão

Saibro

Fibra

AI 1

AI 2

Mista

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Perm

eabi

lidad

e (m

L)

Tempo (min)

0 10 20 30 40 50 60 70

CF1

CF2

CF3

CT1

CT2

CT3

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Perm

eabi

lidad

e (m

L)

Tempo (min)

0 10 20 30 40 50 60 70

Figura 19 – Permeabilidade da argamassa com fibra


174

CF1

CF2

CF3

CT1

CT2

CT3

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Perm

eabi

lidad

e (m

L)

Tempo (min)

0 10 20 30 40 50 60 70

Figura 20 – Permeabilidade da argamassa mista

6 Interpretação dos resultados dos ensaios

A interpretação dos resultados tem como referência a argamassa padrão.

6.1 Influência da adição de fibras

Embora o teor da adição de fibras tenha sido muito pequeno, os resultados

dos ensaios apresentados nas Tabelas 7 a 9 e nas Figuras 10 e 11 revelam que ainda

assim houve alteração nas propriedades da argamassa com fibras, se comparada

com a argamassa padrão, nomeadamente:

a) diminuição do índice de consistência e da densidade de massa;

b) diminuição da densidade de massa aparente;

c) diminuição das resistências à tração e à compressão;

d) diminuição da absorção de água por capilaridade;

e) diminuição da retração medida em ambiente de laboratório e de campo; e

f) maior permeabilidade a água.


175

Tais resultados estão de acordo com a literatura técnica (DAFICO, 1997;

FERREIRA; SILVA, 1995; OLIVEIRA, 2003; SILVA et al., 2003), que indica que

a adição de fibras de polipropileno nas argamassas de revestimento proporciona:

diminuição do índice de consistência; aumento dos teores de ar incorporado; dimi-

nuição do módulo de deformação; aumento da resistência à compressão na maioria

dos casos – embora também tenha se observado a sua diminuição –; e valores con-

troversos em relação à resistência à tração.

No que diz respeito à estabilização da retração ao longo do tempo, observa-

se, nas Figuras 10 e 11, que a argamassa com fibra tende a parar de retrair mais cedo

que a argamassa padrão e que a inclusão da fibra diminui a retração, sobretudo nos

corpos-de-prova deixados no campo.

Com relação ao aspecto visual do revestimento com fibras, constatou-se ausên-

cia de fissuras, mas intensa pulverulência.

6.2 Influência da adição de saibro

A bibliografia consultada (CARASEK; CASCUDO; SANTOS, 1995; CAR-

VALHO; CAVALCANTI, 1997; COSTA; BOSCHI; LIBÓRIO, 2001) indicou que

a adição de saibro proporciona, de modo geral, o aumento do teor de ar, da retenção

de água, das resistências mecânicas à compressão e à tração, da resistência de ade-

rência, da absorção de água por capilaridade, da retração e da fissuração.

Com os ensaios realizados neste estudo, confirmou-se a maioria dessas alte-

rações nas propriedades da argamassa com adição de saibro, se comparada com a

argamassa padrão, a saber:

a) aumento do índice de consistência e da densidade de massa no estado fresco;

b) aumento das resistências à tração e à compressão e da densidade de massa

aparente;

c) aumento da absorção de água por capilaridade;

d) aumento da retração medida em ambiente de laboratório e de campo; e

e) menor permeabilidade à água.


176

Com base nos gráficos das Figuras 10 e 11, observa-se que a argamassa de

saibro retrai bem mais que a argamassa padrão e que essa retração continua aumen-

tando ao longo do tempo de forma mais acentuada.

Visualmente, o revestimento constituído pelas argamassas com saibro apre-

sentou pulverulência e intensa fissuração, sobretudo na face frontal da parede.

Os saibros, devido à sua elevada superfície específica, atuam como plastifi-

cante, melhorando as características no estado fresco e facilitando a sua aplicação.

No estado endurecido, aumentam as resistências mecânicas, mas não atuam como

ligante, facilitando assim a fissuração.

Em serviço, os revestimentos estão normalmente sujeitos a ciclos de umede-

cimento e secagem que provocam retração e expansão das argamassas. O aumento

dos valores de retração e de absorção de água verificados nos ensaios das argamas-

sas com saibro explica a ocorrência de elevadas deteriorações nesses revestimentos,

como a fissuração, o intumescimento e os destacamentos dessas argamassas.

6.3 Influência da adição de cal

Diferentemente do saibro, a cal é um aglomerante cujas características são

uniformes e controladas por meio de normalização própria. Por isso, a adição de cal

nas argamassas provoca ligação eficiente e duradoura, entre outras características po-

sitivas. De modo geral, a cal propicia boa plasticidade, baixa retração e fissuração.

Em relação à argamassa padrão, a argamassa mista de cal testada neste estudo

apresentou elevado índice de consistência e menor densidade de massa no estado fresco.

No estado endurecido, apresentou valor de densidade de massa semelhante, as menores

resistências mecânicas e um dos maiores valores de absorção de água por capilaridade,

após 72 h de ensaio. A penetração da água atingiu o topo do corpo-de-prova logo nas

primeiras horas. A permeabilidade à água foi semelhante à da argamassa padrão.

No que diz respeito à retração, a argamassa mista testada mostrou-se bem mais

sensível às variações climáticas que as demais, conforme se observa nas Figuras 12 e

13. Não foi verificada fissuração relevante na parede revestida com essa argamassa.


177

6.4 Comparação das argamassas industrializadas

Entre todas as argamassas testadas, a industrializada 1 apresentou os maiores

índices de consistência e de densidade de massa no estado fresco e no estado endure-

cido. A argamassa industrializada 2 apresentou as menores resistências mecânicas.

(a) Argamassa padrão (b) Argamassa industrializada 3

Figura 21 – Penetração parcial da água nos corpos-de-prova testados à absorção de água por capilaridade: argamassas (a) padrão e (b) industrializada 3 após 72 h de ensaio

Figura 22 – Penetração total da água nos corpos-de-prova testados à absorção de água por capilaridade na argamassa industrializada 1 após 72 h de ensaio

Com exceção da argamassa industrializada 3, todas as demais industrializa-

das apresentaram elevados valores de absorção de água por capilaridade e penetra-

ção de água até o topo do corpo-de-prova após 72 h de ensaio. As Figuras 21 e 22

ilustram esse fato, sendo possível observar que a penetração da água na argamassa

industrializada 3 é ainda menor ou quase nula no interior do corpo-de-prova.


178

As argamassas industrializadas, por terem maior controle na escolha e na

dosagem dos materiais constituintes, revelam maior concordância nos resultados

dos ensaios, conforme se pode constatar nos gráficos das Figuras 14 e 15, que

ilustram a variação de massa das argamassas industrializadas 2 e 3 nos primeiros

meses de idade.

Finalmente, cabe salientar o efeito das condições ambientais sobre a su-

perfície das paredes. Os gráficos das Figuras 19 e 20 referentes à permeabilidade

à água ao longo do tempo nas argamassas com fibra e mista mostram que a per-

meabilidade foi muito mais rápida na face de trás das paredes do que nas faces

frontais devido às diferenças de umidade relativa de suas superfícies; a face de trás

recebe maior insolação.


Do conjunto de argamassas estudado, foi possível constatar-se que:

a) a adição de saibro é nociva aos revestimentos, razão pela qual a sua utilização

em argamassas de revestimentos é proibida. Em razão da sua elevada

superfície específica, os saibros atuam como plastificante, melhoram as

características no estado fresco e facilitam a aplicação das argamassas. No

estado endurecido, aumentam as resistências mecânicas, mas não atuam

como ligante, facilitando assim a fissuração;

b) a adição de fibras nas argamassas de cimento e areia mostrou-se positiva,

mas, como o teor de adição foi bastante reduzido neste estudo, sugere-se

uma nova campanha de ensaios, de preferência avaliando-se a retração desde

as primeiras horas, com o objetivo de melhor avaliar o efeito dessa adição

nas propriedades das argamassas que não contemplam a cal em sua

composição;

c) no que diz respeito à retração das argamassas, uma análise mais consistente

dos dados está em curso, considerando os efeitos climáticos da temperatura


179

e da precipitação de chuvas que ocorreram durante os ensaios;

d) as argamassas industrializadas 2 e 3 foram as que apresentaram retração

livre mais bem controlada; e

e) no que diz respeito à permeabilidade, observou-se que as argamassas

industrializadas 1 e 2 mostraram-se as mais permeáveis à água e que as

faces de trás das paredes mostraram-se mais permeáveis que as faces frontais,

como consequência da maior insolação.

A continuidade dos ensaios e a observação visual das paredes, ao longo do

tempo, com certeza mostrarão outros aspectos relevantes do comportamento desses

revestimentos e trarão mais subsídios para o entendimento do seu desempenho.

8 Agradecimentos

As autoras agradecem às instituições Finep, Faperj, CNPq, UFF, UERJ e

LNEC, às construtoras JM Construções, RG Côrtes Engenharia S.A. e Pinto de

Almeida Engenharia S.A., e às empresas Engemix, Lafarge Argamassas, Votoran-

tin Argamassas, Weber-Quartzolit, Premassa Ltda., Ibratin e Suvinil, pelos apoios

técnicos e financeiros, indispensáveis à realização deste trabalho.


180



7173: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria – Requisitos. Rio de

Janeiro, 1982.


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9779: Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água

por capilaridade. Rio de Janeiro, 1995a.


13279: Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e

tetos – Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, 1995b.



tetos – Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio

de Janeiro, 1995c.


181


13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos –

Preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro,

2005a.



tetos – Determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Rio de

Janeiro, 2005b.


15261: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos –

Determinação da variação dimensional. Rio de Janeiro, 2005c.


12118: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria – Métodos de ensaio.

Rio de Janeiro, 2006.


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Wilson Conciani possui graduação em licenciatura para Educação Profissional pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), graduação em Engenharia civil

pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), mestrado em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba (1989) e doutorado

em Geotécnica pela Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos (1997). É professor dos I e II graus do Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso.

Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Geotécnica, atuando principalmente nos seguintes temas: solo não saturado, fundações, ensaio de campo,

instrumentação de obras e educação profissional.

Douglas Queiroz Brandão é engenheiro civil formado pela Universidade Federal de Mato Grosso (1986), com mestrado em engenharia civil (1997) e doutorado

em engenharia de produção (2003), ambos os cursos pela Universidade Federal de Santa Catarina. É professor da Universidade Federal de Mato Grosso dos cursos de engenharia civil e arquitetura e urbanismo. Coordena a área de construção civil do

Departamento de Engenharia Civil e é vice-coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental (mestrado acadêmico).

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

185

7.Estudo do espaço e dos componentes

para moradias de interesse social: o caso das fundações

Wilson Conciani e Douglas Queiroz Brandão

1 Introdução

Os avanços tecnológicos em materiais, sistemas e processos construti-

vos, bem como a implantação de sistemas de gerenciamento e gestão

da qualidade, vêm consolidando-se na construção civil brasileira. As

inovações têm sido observadas não só em obras de edificações mais complexas, mas

também em obras mais modestas de habitação uni e multifamiliar de âmbito social.

A literatura especializada tem mostrado ainda que, mesmo os empreendimentos

produzidos por autogestão, com o emprego de mutirões, têm adotado projetos mais

bem detalhados e racionalizados. Com a busca da eficiência no setor formalizado da

construção e a implantação de sistemas da qualidade e certificação das empresas, não

somente os projetos executivos são mais bem desenvolvidos, coordenados e compa-

tibilizados, mas passam a surgir também os chamados projetos para produção, estes

últimos desenvolvidos no âmbito do construtor.

Essa evolução no setor, no entanto, nunca pode encobrir o fato de que o mo-

rador, o usuário, constitui o cerne da moradia, com suas necessidades e desejos par-

ticulares. De acordo com Altas e Özoy (1998), a satisfação em relação aos espaços


186

da moradia é decorrência de três grupos de variáveis: (a) características do usuário; (b)

atributos físicos dos espaços; e (c) crenças e percepções do usuário sobre a vivência

ou uso desses espaços. A casa, o lar, a habitação é uma entidade complexa e dinâ-

mica. Variadas dimensões e contextos existem, incluindo os aspectos históricos.

Cheong (1996) comenta sobre o quão complexo é o processo de projeto, havendo

um grande número de fatores e circunstâncias (ou forças) que interagem entre si e

com os resultados do projeto – a edificação.

Tem-se também o fato de que os usuários têm apresentado necessidades mais

complexas que os usuários de tempos passados. Essas necessidades, segundo Co-

oper-Marcus (apud OLIVEIRA, 1994), nem sempre são filtradas pelo responsável

pela definição do programa do empreendimento. Nem sempre a perspectiva do

usuário é conhecida, apesar da existência de técnicas para obtenção de informa-

ções, como a avaliação pós-ocupação (APO), por exemplo. Para Cooper-Marcus

(apud OLIVEIRA, 1994), com tantos agentes intervenientes (financeiros, prefeituras,

instituições ambientais, entre outros) mais o arquiteto, os interesses diversos nor-

malmente não coincidem com os do usuário, especialmente os de baixa renda. As

APOs publicadas por Conciani et al. (2005) confirmam essas informações também

para o estado de Mato Grosso.

Se for considerado apenas o trabalho do arquiteto, vários elementos de pro-

jeto devem ser pensados, tais como a funcionalidade, a ergonomia, o conforto e a

estética. O conforto térmico, particularmente, assume peso elevado para habitações

em regiões tropicais. Na região Centro-Oeste, por exemplo, o desafio está em ado-

tar soluções que atendam tanto ao período quente e úmido quanto ao período de

estiagem severa, também combinado com altas temperaturas. Como dicotomia en-

tre o projeto e o uso, pode-se citar o caso de um conjunto residencial experimental

de madeira na cidade de Cuiabá (MELO, 2005), no qual vários moradores vedaram

o lanternim de um projeto experimental, demonstrando o total desconhecimento

da razão da existência desse dispositivo.

Ainda no que se refere ao trabalho do arquiteto, na definição dos arranjos

espaciais, a flexibilidade constitui um elemento de projeto essencial, sobretudo com


187

a maior diversidade de configurações familiares que surgiram em décadas recentes

(BRANDÃO, 2002). A necessidade de personalizar e, no caso das moradias unifa-

miliares, de ampliar a habitação é um fato. Planejar a casa, prevendo suas futuras am-

pliações, é mais um item que aumenta a complexidade do projeto, podendo aumentar

custos iniciais. Brandão (2006) apresenta as razões que levam o morador a efetuar

modificações em sua residência e aponta trinta e uma diretrizes para se proporem

arranjos espaciais flexíveis, diretrizes essas que podem conflitar com soluções técni-

cas previamente definidas.

A coordenação modular é outro aspecto importante, vinculado à questão

da racionalidade construtiva e da construtibilidade. Autores como Santos e Pereira

(2005), após terem acompanhado projetos e obras de habitação social unifamiliar na

cidade de Curitiba, defendem a importância da modulação como forma de implantar

sistemas abertos, mas ressaltam que os conceitos de construtibilidade ainda são pou-

co utilizados na indústria da construção civil. Explicam que a coordenação modular

exige projetos simplificados (principalmente nos detalhes), os quais devem: (a) per-

mitir a repetição de técnicas e processos; (b) reduzir variedade de tipos, dimensões

e número de componentes; (c) buscar a intercambialidade de componentes; (d) usar

elementos construtivos padronizados e peças pré-fabricadas sem complexidade; (e)

apresentar interfaces claras; e (f) apresentar compatibilidade dimensional e tecno-

lógica. São aspectos, concluem os autores, ainda pouco aplicados na realidade da

construção brasileira, apesar dos avanços da tecnologia.

Os elementos e os aspectos de projeto comentados, vistos pelo lado da cons-

trução com suas necessidades de racionalização e economia, bem como pelo lado

do usuário e suas necessidades de conforto e funcionalidade, incluindo a questão

da possibilidade de alterar e modificar os espaços da moradia, dizem respeito, di-

retamente, ao corpo principal da habitação, ao seu conjunto de estruturas, veda-

ções, esquadrias, instalações, revestimentos e acabamentos. Tais sistemas são, com

certeza, passíveis de padronização e planejamento para produção seriada, o que

não corresponde ao caso do sistema de infraestrutura da edificação, ou sistema de

fundações, dada a incerteza e a variabilidade das características do próprio solo.


188

Em engenharia, é óbvio dizer que estruturas idênticas certamente serão suportadas

por soluções de infraestrutura variadas. A especificidade das fundações ocorre em

terrenos vizinhos e até mesmo em elementos próximos num único lote.

Soluções projetuais que visam à racionalização construtiva, construtibilidade

e coordenação modular, economia e simplificação de detalhes, ainda que dificultadas

pela necessidade de personalização e flexibilização planejada, são necessárias desde

que, é sempre importante reforçar, não entrem em conflito com as necessidades e

a qualidade de vida do usuário. No entanto, a visão de ganhos por produção em

escala, de rapidez e eficiência de construção, se estendida ao sistema fundação, sem

maiores estudos e avaliações, pode gerar, de forma oposta, custos adicionais, com

o aparecimento de patologias e danos à obra. Isso pode ser exemplificado no uso

indiscriminado das soluções de radier (cuja técnica de execução é reconhecidamente

racional, prática e rápida) em locais onde essa aplicação não é a mais indicada.

O objetivo deste texto é discutir as práticas de fundações que são aplicadas

rotineiramente nas obras para habitação de interesse social na região Centro-Oeste

e no Brasil. Para tanto, são feitas algumas considerações de ordem técnica e apre-

sentadas as práticas possíveis.

2 Práticas correntes

A pesquisa científica e tecnológica acerca das fundações prediais no Brasil é

bem desenvolvida. Uma evidência disso são as realizações da Associação Brasileira

de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS), que realiza pelo menos

dois congressos anuais para discutir, entre outros temas, as fundações. Soma-se a

isso a realização de pelo menos um congresso internacional por ano e a publicação

da revista Solos e Rochas, consolidada há vários anos. Esses veículos de difusão

do conhecimento científico e tecnológico são um espaço em que os brasileiros têm

preponderância pelo volume de suas contribuições em relação aos outros países,

inclusive os ditos desenvolvidos.


189

A prática da engenharia de fundações é discutida a cada quatro anos em

um congresso realizado pela Associação Brasileira de Empresas de Engenharia

de Fundações e Geotecnia (ABEF). Além disso, a ABEF publicou um manual de

boas práticas, que é bastante utilizado.1

Apesar de toda a produção científica e do esforço da ABEF, a prática de

fundações no país é dirigida para grandes obras. Ao tratar-se das questões ligadas

às obras de pequeno e médio portes, as modalidades de fundações recaem sobre

dois ou três padrões usuais.

Para obras residenciais unifamiliares em conjuntos habitacionais, existe a

predominância da aplicação de lajes de fundações conhecidas nas obras como

radiers. Entende-se que a preferência por esse tipo de fundações esteja ligada à

facilidade de execução e ao custo reduzido pela produção em série. Ambas as

condições citadas são importantes por levarem à redução de erros de execução.

Uma facilidade adicional para as lajes de fundação é a limpeza da obra. Como o

piso da obra está pronto desde o seu início, não há perda de material com os pisos

e aterros. Além disso, a limpeza diária é facilitada por varredura convencional.

Os prédios de quatro a oito pisos, que são destinados à habitação de in-

teresse social, têm suas fundações variando de sapatas a estacas escavadas, a de-

pender do tipo do solo. Nos casos em que o solo pede fundações profundas, em

geral, adotam-se estacas Strauss apiloadas ou brocas com escavação mecânica.

Em alguns casos, em que não há restrições por barulho e vibrações e em que a

presença do lençol freático não permite o uso de estacas escavadas, têm-se empre-

gado estacas pré-moldadas de concreto.

1 Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF. 2. ed. São Paulo: ABEF, 1999. 282 p.



190

3 Patologias

Uma das funções da avaliação pós-ocupacional (APO) realizada pelo proje-

to Moradia2 foi identificar patologias nas edificações. Essa avaliação identificou

diversos problemas de desempenho técnico. Contudo, a maioria das patologias

identificadas em imóveis de Cuiabá estava ligada ao problema da expansão do solo.

As Figuras 1a a 1c ilustram o problema.

Nesse imóvel, as patologias apresentadas por esquadrias que não funcionavam

bem e as trincas generalizadas distribuídas pelas paredes e pisos eram decorrentes da

expansão do solo. A expansão é o fenômeno em que o solo experimenta o aumento

do teor de umidade, com o consequente deslocamento da estrutura para cima.

Na Figura 1, a trinca não tem o sentido e a direção típicos dos recalques.

No caso do recalque, a trinca nasce do vértice danificado e avança para o centro do

painel em inclinação de aproximadamente 45º. No caso da expansão, a trinca parte

do centro do painel, com inclinação de aproximadamente 45º, em direção ao seu

vértice superior. Isso está de acordo com o observado por Peck et al. (1973).

Na cidade de Sinop, norte do estado de Mato Grosso, inúmeras construções

apresentam patologias ligadas às fundações. Nessa cidade, o solo é uma areia fofa e

o lençol freático está próximo à superfície. Como há uma camada de solo superficial

ressecada, existe a ilusão de que o solo poderá suportar o peso do imóvel. Nesse caso,

as patologias estão associadas a uma falha de investigação para conhecer a verdadei-

ra capacidade de suporte do solo. Na maioria dos casos de construções térreas para

habitação de interesse social, os projetistas têm adotado a solução de radier. O radier

consiste em uma placa de concreto, flexível, sobre a qual a construção se apoia. Uma

2 O projeto Moradia é um grupo de pesquisa e extensão dedicado às questões da habitação de interesse social. Esse grupo funciona no Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (CEFET-MT) e reúne pesquisadores do CEFET-MT, da UFMT e da UNEMAT.



191

avaliação desse esquema de projeto foi procedida por Conciani e Farto (2005). Esses

autores apontam que, no caso de Sinop, essa não é a solução mais recomendada. Em

seu trabalho, os dois engenheiros avaliam o recalque gerado pela placa apoiada direta-

mente no solo e concluem que sapatas corridas gerariam deslocamentos menores.

a) Trinca na calçada externa, na região central da casa, indicando uma deformação

b) Trinca na parede central da casa, remendada, na mesma direção da trinca anterior

c) Trinca em parede vizinha à esquadria da mesma casa

Figura 1 – Aspectos de diversas trincas de um imóvel residencial situado em Cuiabá, MT, causadas pela expansão do solo. Fotos de W. Conciani.


192

4 Sondagens

As patologias decorrentes de problemas de fundação poderiam ser evitadas

se o solo fosse adequadamente conhecido. As sondagens são fundamentais para

o conhecimento do terreno. Entretanto, os processos de sondagem são caros em

relação ao custo global das edificações. Por outro lado, não se dispõe de técnicas

que possam fornecer as informações necessárias ao projeto de obras de fundações

de pequeno e médio portes.

As informações básicas de projeto de fundações são a capacidade de carga, o

peso específico do solo, as propriedades tensão/deformação e de variação de volu-

me. Essas propriedades podem ser avaliadas por meio de ensaios de laboratório ou

de campo. Os ensaios de laboratório são realizados sobre amostras indeformadas,

coletadas de modo a representar o terreno. Nesse caso, os custos de sondagens são

pequenos. Porém, a coleta de amostras que possam de fato representar o terreno no

seu todo se apresenta como um desafio. Além da representatividade, existe a questão

da escala, isto é, quanto a proporção da amostra afeta as propriedades que estão sendo

medidas. Resta ainda a escolha de modelos apropriados para tratar os dados.

Os dados geotécnicos de campo empregados em projetos de fundação re-

cebem críticas por serem tratados de modo empírico. Assim, os ensaios de cam-

po, tais como o Standard Penetration Test (SPT), o cone estático, o dilatômetro e o

pressiômetro, são interpretados com vistas à obtenção de parâmetros de projeto.

O ensaio mais utilizado para sondagens é o SPT. Esse ensaio mede a resistência

à penetração de um amostrador padrão no solo. O índice de resistência à pene-

tração é denotado como NSPT. Para esse índice existem diversas correlações que

permitem estimar parâmetros de projeto. Trata-se de uma técnica simples, barata

e bem conhecida. Entretanto, para construções de pequeno porte, mesmo essa

técnica pode representar mais de 5% do custo da obra. Em alguns casos, essa

técnica pode chegar, inclusive, a 20% do custo da obra. Portanto, é usual que

o projetista adote parâmetros de projeto por inspeção visual do terreno ou por

similaridade com outros terrenos já estudados.


193

Os itens mais dispendiosos na execução do SPT são a mobilização dos equi-

pamentos e a mão de obra para cravar o amostrador. Dessa forma, este trabalho

busca uma alternativa que atue nesses dois segmentos. Para tanto, foi escolhido o

cone dinâmico leve (DPL), um equipamento que reduz a mobilização e o pessoal

para ser aplicado neste estudo. Para coletar as amostras foi escolhido o trado.

Para uso em projetos de habitação de interesse social, foi proposto um pro-

grama de sondagens diferenciado. Esse programa busca avaliar o perfil do terreno, a

possibilidade de expansão e colapso, o peso específico natural e o teor de umidade.

Com base nesses dados, pode-se fazer um projeto de fundações mais adequado.

4.1 Cone dinâmico leve (DPL)

A avaliação da estratigrafia do solo é o primeiro passo em uma campanha

de sondagens. O conhecimento do perfil de solo permite escolher as técnicas e

os métodos de sondagem adequados. Soares (1988) mostrou uma compilação que

indica a aplicabilidade dos ensaios de campo para a avaliação da estratigrafia do

solo. Nesse trabalho, Soares (1988) aponta que o DPL não é um bom instrumento

para avaliar a estratigrafia do solo. Por outro lado, o ensaio de penetração estática

do cone (CPT) é considerado excelente para avaliar a estratigrafia do solo. Essa

diferença se deve, em boa parte, às informações geradas pelos dois ensaios. O

cone dinâmico não avalia a resistência lateral produzida pelo cone estático. Além

disso, o cone estático mede a resistência de ponta, enquanto o cone dinâmico

fornece um índice de resistência à penetração.

Para superar a dificuldade de reconhecer a estratigrafia e obter uma estima-

tiva de capacidade de carga, o ensaio de cone dinâmico foi executado em conjunto

com sondagens a trado. Este último coleta amostras e permite identificar de forma

tátil-visual a amostra de solo coletada.

O ensaio consiste na cravação dinâmica de um cone metálico conforme o

descrito por Frankowski (2003). O cone é rosqueado em hastes metálicas, que per-

mitem chegar a profundidades de até 12 m. A cravação do cone se dá por meio de

repetidos golpes de uma massa metálica (martelo) de 10 kg. O martelo tem um furo


194 Qu = (W2 . h) /((W . p)e) ,

Onde:

Qu = resistência do solo;

h = altura de queda do martelo;

W = massa do martelo;

p = peso do cone; e

e = penetração efetiva do cone.

Eq. 1

que passa pelo eixo longitudinal com folga de 1,0 mm. A queda desse martelo é de

uma altura de 50 cm. O martelo golpeia uma base metálica cilíndrica (cabeça de

bater) rosqueada na primeira haste imediatamente acima do nível do solo. Conta-se

o número de golpes para que o cone penetre 10 cm no solo. Esse valor é anotado

na planilha de campo com o nome de N10 (NILSSON, 2003). Todo o esquema do

equipamento pode ser visto na Figura 2.

Figura 2 – Arranjo esquemático do DPL

1

1 - Haste2 - Martelo3 - Cabeça de bater4 - Cone

2

3

4

A capacidade de carga de sapatas pode ser obtida a partir do índice de resis-

tência à penetração do cone dinâmico (DPL). A capacidade de carga é obtida por

meio de fórmulas dinâmicas. Kayalar (1988) recomenda a fórmula dos dinamarque-

ses (Eq. 1) para essa estimativa.


195

Qu = [qp . Ap + fs . As] / SF ,

Onde:

Qu = capacidade de carga do conjunto estaca/solo, obtida pela fórmula dos holandeses;

qp = resistência de ponta da estaca, neste caso associada com a capacidade de carga da sapata;

Ap = área de ponta da estaca, neste caso associada com a área da sapata;

fs = atrito lateral, estimado com base na medida do torque, empregando-se a equação de Ranzini (1988);

As = área lateral da estaca; e

SF = coeficiente de segurança.

Eq. 2

Nilsson e Cunha (2004) empregaram a fórmula dos holandeses para estimar

a capacidade de carga de estacas usando os dados do DPL. Esses autores consegui-

ram separar a capacidade de carga por atrito lateral e pela ponta, realizando a me-

dida do torque, conforme Ranzini (1988) introduziu no ensaio SPT. A medida do

atrito lateral é um passo importante para o conhecimento da capacidade de carga do

solo. Essa ideia de Nilsson e Cunha (2004) permite estimar quanto da capacidade

de carga pode ser associada com a ponta e, portanto, com a sapata. A Equação 2

mostra como usar os dados do DPL.

Além dessas propostas, Ávila e Conciani (2006) propuseram que a capacida-

de de carga de fundações profundas pode ser estimada pelo índice de resistência à

penetração do DPL (N10). Essa estimativa é feita de modo empírico, seguindo-se o

método de Décourt e Quaresma.

O ajuste dos resultados dessas estimativas com os resultados de prova de car-

ga em campo nem sempre é convergente. Ribeiro Júnior et al. (2007) mostram que,

no caso das estacas instaladas em solos arenosos fofos e medianamente compactos,

há uma concordância muito boa entre os resultados de provas de carga e estimativas

do modelo adaptado do método de Décourt e Quaresma. No caso das fundações


196

superficiais, Paiva e Conciani (2005) mostram que os ajustes exigem coeficientes de

segurança da ordem de 10 a 20. A Figura 3 mostra uma comparação entre as previsões

de capacidade de carga feitas com resultados de SPT e DPL. Como pode ser visto, o

ajuste da previsão com resultados de DPL é de melhor qualidade que aquele com os

dados de SPT.

Carga Ruptura (kN)

Prof

undi

dade

(m

)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

DPL - “Aoki e Velloso”

DPL - “Decourt e Quaresma”

SPT - “Aoki e Velloso”

SPT - “Decourt e Quaresma”

Ensaio - Prova de Carga

Figura 3 – Comparativo dos resultados de previsão de carga para os ensaios de DPL, SPT e prova de carga (apud RIBEIRO JÚNIOR et al., 2007)

4.2 Ensaio expedito de expansão e colapso

Os solos do Centro-Oeste são, em sua maioria, não saturados, o que traz a

possibilidade de expansão ou colapso. Esses fenômenos de variação de volume do

solo são ligados à mudança de umidade. Essa variação é decorrente da interação

da água com a estrutura de solo. No caso dos solos colapsíveis, ocorre redução de

volume quando o solo, carregado, sofre variação de umidade. De modo oposto,

os solos expansivos sofrem aumento de volume ao experimentarem variação de

umidade. Os solos colapsíveis são aqueles de estrutura aberta, porosa e metaestá-

vel. Tipicamente o índice de vazios dos solos colapsíveis é superior a 0,8. Os solos

expansivos, em geral, são argilosos e de porosidade reduzida, com índices de vazios

menores que 0,8.


197

A identificação desses fenômenos pode ser feita por ensaios expeditos para

avaliação do potencial de colapso do solo baseado no ensaio edométrico duplo.

A Figura 4 mostra um arranjo do ensaio. O ensaio tem o seguinte procedimento:

a) coleta-se uma amostra indeformada em um anel metálico na profundidade

desejada;

b) coloca-se esse anel com amostra sobre um disco perfurado;

c) sobre a amostra monta-se um tripé com um extensômetro;

d) aplica-se uma sobrecarga;

e) mede-se a deformação causada pela sobrecarga ao longo do tempo;

f) quando a deformação se estabiliza, acrescenta-se água no recipiente

que contém o anel com a amostra, dando início à medida de deformações

adicionais; e

g) quando as deformações adicionais se estabilizam, o ensaio é dado por

encerrado.

Figura 4 – Arranjo do ensaio expedito de expansão e colapso, segundo Conciani e Dalla Rosa (2000)

O tratamento das informações desse ensaio tem duas etapas. A etapa mais

imediata é a de avaliar quanto o solo sofre de variação de volume. Se a variação de

volume for para a redução, então o solo é denominado de colapsível. Se, ao contrá-


198

rio, o solo sofre aumento de volume, a denominação a ele dada é de solo expansivo.

Cabe frisar que o solo pode ser insensível à variação de umidade. A apresentação

dos resultados é feita de modo gráfico. A Figura 5 mostra um desses gráficos de

saída de resultados.

130,00

155,00

180,00

205,00

230,00

255,00

280,00

305,00

330,00

355,00

380,00

1,00 10,00 100,00

Leitu

ra n

o de

fletô

met

ro (

0,01

mm

)

Tempo (min)

Figura 5 – Curva de compressão da amostra no ensaio expedito de expansão e colapso, segundo Conciani e Dalla Rosa (2000)

O ensaio aqui proposto não elimina a possibilidade de o solo apresentar co-

lapso, ainda que o resultado tenha indicado o contrário. Contudo, uma vez observa-

do o colapso ou a expansão do solo, é certo que esses fenômenos atuarão no solo.

Uma informação adicional pode ser fornecida por esse ensaio. Com uso de

uma balança e de um conjunto de umidade speedy, pode-se obter o peso específico e a

umidade do solo. Essas duas informações permitem avaliar melhor o potencial de ex-

pansão e colapso e guiam o projeto das fundações. O potencial de colapso e expansão

está diretamente ligado ao peso específico do solo seco e ao teor de umidade.

5 Fundações em solos colapsíveis

As fundações assentes sobre solos colapsíveis devem buscar redução nos va-

lores de tensão transmitida e também zonas de baixa variação de umidade. Dessa


199


forma, a ideia de radiers surge como uma consequência natural. Contudo, de novo,

a pouca rigidez desse sistema, ante a grande possibilidade de recalques, faz com que

ele não seja adequado. A pouca rigidez aqui é referida à disponibilidade de recursos

para a execução de moradias de interesse social. Nesse caso, as soluções têm bus-

cado o melhoramento do solo ou as fundações profundas. Cintra (1998) apresenta

uma boa discussão sobre o efeito do colapso nas fundações.

A solução mais procurada para uso de fundações superficiais em solos colapsí-

veis é o melhoramento do solo. Dessa forma, reduz-se o potencial de colapso do

solo. A técnica de compactação do solo introduzida por Souza e Cintra (1994) pode

também ser aplicada a pequenas edificações. Conciani e Barbiero (2007) avaliaram

o emprego dessa técnica nos protótipos para moradia e não observaram trincas nas

edificações. A compactação do solo consiste em remover o material de fundação

na zona de influência das cargas. Essa remoção deve atingir pelo menos a região

em que 50% das tensões são dissipadas. Rausch (2003) mostra que a maior parte

do recalque por colapso se concentra em uma região de aproximadamente 0,25 D

abaixo da cota de assentamento das fundações. Logo, essa região se configura como

aquela que deve ser mais intensamente melhorada.

A prática de compactação chegou a ser testada em obras de maior porte.

Schuring3 (2004) relatou a remoção de uma camada de solo com 5 m de espessura.

Após a recompactação, foi colocada sobre esse solo uma estrutura de diâmetro 30

m, que transmite ao solo uma tensão média de 350 kPa. Os recalques observados

são da ordem de 2 cm e não causaram danos à estrutura. Isso é um indicador de que

o melhoramento do solo pode também ser empregado para prédios residenciais do

tipo H4 (ABNT, 1993).

3 Correspondência pessoal, Cuiabá, 2004.


200

Os parâmetros do solo, para fins de projeto da fundação, devem agora consi-

derar as características e as propriedades mecânicas do solo compactado. Também

é importante que se considere o solo assente sobre uma camada de solo rígido so-

brejacente a uma de solo mais compressível.

O uso de estacas de solo-cimento é uma alternativa de fundação adequada

para cargas pequenas e médias. A mistura de solo-cimento é um material de cons-

trução que vem sendo utilizado no Brasil desde 1948. O registro oficial da primeira

utilização refere-se à construção da sede da Fazenda Inglesa em Petrópolis, RJ. Até

1989, a Caixa Econômica Federal apontava, em seus cadastros de obras de solo-

cimento, que já haviam sido financiadas mais de três mil unidades habitacionais,

entre as quais algumas no estado de Mato Grosso. O solo-cimento é um material

obtido por meio da mistura homogênea de solo, cimento Portland e água, em do-

sagens adequadas. Após sua compactação, resulta num produto com características

de durabilidade e resistência mecânica definidas. O teor de cimento necessário de-

pende do tipo do solo. Geralmente o teor de cimento é crescente com o teor de silte

e argila do solo.

A estaca de solo-cimento pode ser executada de duas formas: com solo com-

pactado ou com solo-cimento plástico. A estaca de solo-cimento compactado con-

siste no apiloamento de camadas de solo-cimento com determinada umidade. A

estaca de solo-cimento plástico é executada com uma mistura de solo-cimento com

elevado teor de umidade, de modo a ser autoadensável. Por causa dessa consistência,

a estaca de solo-cimento plástico requer maior tempo para cura, ao contrário da

estaca compactada.

A estaca de solo-cimento experimenta as mesmas dificuldades que as demais

estacas. Para pequenas obras, as estacas de solo-cimento do tipo broca têm sido em-

pregadas com sucesso. Nessas pequenas obras, incluem-se com segurança as mora-

dias unifamiliares para habitação de interesse social. Nesse caso, as brocas têm sido

colocadas da forma como normalmente se colocariam as estacas convencionais. O

comprimento dessas estacas varia em torno de 2 m a 3 m.


201

O diâmetro dessas brocas é, em geral, de 30 cm. Esse diâmetro é escolhido

por ser o mais simples de ser executado. As brocas são escavadas com trados ou

cavadeiras. Após a escavação, o fundo do furo é apiloado com masso manual de

cerca de 15 kg. A seguir, despeja-se o solo-cimento em baldes de 20 dm3 (20 L) e

procede-se ao apiloamento até que não haja mais compactação. Essa condição pode

ser verificada colocando-se uma vara de madeira sobre o solo despejado e compac-

tado, e marcando-se a profundidade. Quando não houver variação na profundidade

do solo durante a compactação, o solo estará bem apiloado. Deve-se proceder assim

até o total preenchimento do fuste da estaca.

A capacidade de carga dessas brocas de solo-cimento varia entre 50 kN e 100

kN. Se for considerado que o processo de inundação pode reduzir a sua capacidade

de carga à metade, então o valor a ser considerado varia entre 25 kN e 50 kN. O

valor real pode ser medido através de provas de carga. Os valores de capacidade

de carga dessas brocas podem ser previstos pelos métodos empíricos de Decourt-

Quaresma ou Aoki-Velloso.

A execução de um grande número de estacas de solo-cimento, apiloadas,

afastadas cerca de 1 m entre si, pode gerar um melhoramento no solo. Esse prin-

cípio foi empregado para suportar edifícios do tipo H4. A Figura 6 mostra um

desses trabalhos. Nesta figura, observam-se marcas de cal, que indicam o local de

escavação das estacas.

Figura 6 – Solo marcado para a execução das estacas de solo-cimento. Foto de W. Conciani.


202

A proximidade dessas estacas e o seu processo executivo introduzem, no solo,

tensões horizontais, que melhoram a sua capacidade de suporte e o seu módulo de

deformação. O trabalho de Debats et al. (1998) indica que a melhoria dos valores

de NSPT é da ordem de três vezes. Entretanto, os valores de módulo de deformação

são aumentados da ordem de quatro vezes e meia. Portanto, o índice de resistência

à penetração não é um bom indicador de melhoramento do solo. A mesma relação

se aplica para as avaliações feitas com ensaios de penetração estática. A Figura 7

mostra uma avaliação do melhoramento do solo através do N10 do DPL.

Figura 7 – Comparação do melhoramento do solo através de estacas de solo-cimento

O reforço do solo é empregado para aumentar o módulo de deformação do

maciço e, portanto, reduzir as deformações oriundas do carregamento. Esse reforço é

feito pela inserção de uma geogrelha abaixo da profundidade de aplicação das car-

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

0 2 4 6 8 10 12

DPL 01 Solo originalDPL 02 Após a instalação das estacasDPL 03 Após a instalação das estacas

(m)

N10


203

gas. A profundidade de instalação da geogrelha é escolhida de modo a minimizar

os momentos gerados pela carga aplicada. O número de camadas de geogrelha e a

resistência à tração deste reforço também estão associados à sua posição e à magni-

tude das cargas aplicadas. O roteiro de projeto adotado foi aquele apresentado por

Abramento et al. (1998).

No presente caso, foi escolhida uma geogrelha unidirecional, com resistência

à tração nominal de 12 kN/m. Essa geogrelha foi colocada sobre o solo compactado

na profundidade de 0,15 m. A Figura 8 mostra a geogrelha sendo instalada no local

da fundação. O procedimento de instalação foi o seguinte:

a) escavação do solo até a profundidade de 0,15 m, com largura de 0,5 m para

cada lado do eixo da parede;

b) compactação manual do solo com massa de 15 kg.;

c) colocação das geogrelhas de modo a ocupar todo o fundo da vala e a

passar dos extremos do painel em pelo menos 0,5 m;

d) reaterro com o solo local lançado sobre a grelha e recompactação em

camadas de até 5 cm, até atingir a cota desejada, com o mínimo de 15 cm

de aterro sobre a grelha; e

e) nivelamento do reaterrro e execução da parede sobre ele.

Figura 8 – Detalhe da instalação da geogrelha no solo. Observar o trespasse da grelha na parte superior da foto, junto à linha do solo. Foto de W. Conciani.


204

6 Solos expansivos

Os solos expansivos apresentam elevados teores de argila. Dessa forma, é

raro encontrarem-se solos expansivos de caráter arenoso. Entre os siltes, é possível

que se encontrem alguns solos expansivos.

A expansão do solo pode ocorrer basicamente por três mecanismos: adsor-

ção de água pelas partículas de argilominerais; redução das tensões de sucção pela

entrada de água na estrutura do solo; e relaxamento associado ao alívio de tensões

ao qual o solo estava submetido.

O caso mais frequente e mais típico das regiões de clima tropical é o de ex-

pansão por adsorção da água pelos argilominerais. Essa expansão pode ser mais ou

menos intensa, dependendo do argilomineral presente. A molécula de água adsor-

vida pela partícula do argilomineral pode aumentar em até 100% a distância entre

duas placas de um argilomineral.

Em alguns casos, a simples redução da sucção pode gerar a expansão. A en-

trada de água na estrutura do solo faz reduzir a sucção que atua nas partículas. No

caso em que as partículas são mantidas unidas pela sucção, a sua redução permite

que as partículas do argilomineral se afastem umas das outras, ou seja, a força que

as mantinha unidas foi eliminada pela entrada da água. Logo elas podem procurar

posições de equilíbrio em um novo estado de tensões no conjunto.

Finalmente, em alguns casos, a expansão do solo acontece, principalmente,

pelo alívio de tensões que atuavam no maciço ou no conjunto das partículas. De

forma similar ao caso anterior, as partículas se mantinham próximas por ação de

uma carga externa, ou do próprio maciço. Nesse caso, por exemplo, uma escavação

retira a tensão que atua no conjunto, e o maciço pode se expandir.

Para Clemence e Finnbar (1981), a expansão dos solos está diretamente liga-

da à adsorção de água. Todos os solos que contêm argilominerais do tipo 2:1 estão

sujeitos à expansão. Como foi mostrado por Lambe e Whitman (1979), a entrada

de uma molécula de água na estrutura desses argilominerais pode causar grandes


205

variações de volume. Essa variação de volume pode atingir mais de 30%. Cássaro

(1994) mostra a redução de massa específica do solo seco, quando este sofre expan-

são em decorrência da adsorção de água. Os solos que experimentam expansão são

também solos de arranjo compacto.

Em alguns casos, o índice de vazios cresce tanto que, após certa expansão, o

solo pode experimentar recalques. Alonso et al. (1987) mostram que a deformação por

expansão do solo, ao contrário do colapso, é recuperável, isto é, o volume expandido

pode ser comprimido, quer pela perda de ação de cargas, quer pela perda da umidade.

Em outras palavras, esses solos têm um efeito “rebote”. Outra característica desse fe-

nômeno é a fadiga. Um solo pode expandir e contrair diversas vezes. Contudo, a cada

ciclo de expansão e contração, a sua variação de volume fica menor. Isso pode atingir

um nível de variação que não seja mais importante para as deformações da obra.

A identificação dos solos expansivos se dá, sobretudo, pelas observações empí-

ricas e de ensaios de laboratório. Alguns procedimentos são muito complexos para uso

em obras cotidianas. Entre eles, tem-se a identificação mineralógica ou de capacidade

de troca catiônica (CTC). Outros procedimentos baseiam-se nos limites de consistên-

cia. Esses são os mais utilizados em obras. Finalmente, têm-se ensaios mecânicos, que

visam medir o potencial de expansão real de um solo e que são os mais confiáveis.

70 60 50 40 30 20 10 0 20 30 40 50 60 70 80 90

% Argila (Ø < 2µ) Limite de Liquidez

Linha C(%Ø < 2µ = 25)

Solo Laterítico de Gnaisse

KL

Índice de Plasticidade

Linha D(Ia = 1,25)

Linha B (LL = 50)

Linha A IP = 0,58 (LL = 20)

MH

ML

KH

ML

MH

CH CH

CH CL

KLKL

Linha E(Ia = 0,75)

Solo Laterítico de Gnaisse (Caolinita, Gibsita, Óxido de Ferro)

Solo Laterítico de Gnaisse (Caolinita, Gibsita, Óxido de Ferro)

Solo Saprolito de Mica Xisto (Caolinita, Óxido de Ferro, Placas de Mica)

Solo Saprolito de Mica Xisto

Saprolito de Arenito

70

60

50

40

30

20

10

Figura 9 – Carta de Casagrande modificada por Vargas (1985)


206

Entre os métodos empíricos, o de Vargas (1985) é, de longe, o mais conheci-

do e simples. Vargas associa o índice de atividade com a expansibilidade. A Equa-

ção 3 mostra como se obter o índice de atividade. A Figura 9 ilustra esse sistema

de identificação de solos expansivos. A Figura 10 mostra a variação do índice de

atividade, que é a expressão da expansão de um solo.

Vargas (1985) considera que, acima da linha E, os solos podem ser expansi-

vos. Acima da linha D, os solos são certamente expansivos.

Figura 10 – Variação do índice de atividade do solo estabilizado com cal hidratada, de acordo com Ribeiro Júnior et al. (2005)

A determinação do potencial de expansão é feita de modo análogo à do

colapso. Empregam-se, nessa tarefa, os mesmos métodos de laboratório e de campo.

Trata-se de uma inversão no sentido da variação do volume do solo. Mais uma vez, é

importante enfatizar que o potencial de expansão, assim como o potencial de colapso,

varia em conjunto com o nível de carregamento e do teor de umidade inicial do solo.

Um ponto importante na expansão do solo é a pressão de expansão. A pres-

são de expansão corresponde à tensão que o solo exerce na direção vertical, de

baixo para cima, empurrando a estrutura. Os valores de pressão de expansão, assim

como o seu potencial, são dependentes da umidade inicial – sucção. Quanto maior

for a sucção inicial do solo, maior será a sua pressão de expansão.

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

Índi

ce d

e A

tivid

ade

0 1 2 3 4 5 6

Teor de Cal

Eq. 3Ia = IP /( % <2 μm)


207

Nogami e Villlibor (1995) afirmam que, de um modo geral, quanto maior a

pressão de expansão, menor o seu potencial. Solos com elevados teores de montmo-

rilonita podem atingir pressões de expansão de até 10 MPa. Ao contrário, solos com

ilita e vermiculita têm pressões de expansão da ordem de 20 kPa a 50 kPa.

A pressão de expansão pode ser determinada mediante ensaios edométri-

cos. Existem basicamente duas possibilidades para realizar tal ensaio. Na primeira,

procura-se anular a tensão de expansão. Na segunda, procura-se medir a pressão de

expansão e inferir o seu valor por extrapolação matemática.

Na realização de um ensaio edométrico, é possível determinar a pressão de ex-

pansão. Para tanto, basta que seja medida a expansão livre no início do ensaio, isto é,

uma vez acrescentada a carga de assentamento das placas de carregamento (cabeçote da

prensa), inunda-se a amostra. A norma brasileira NBR 12007 (ABNT, 1990) fixa a carga

de assentamento em 2 kPa. Nessa carga, a expansão do solo pode ser considerada livre.

A carga empregada para fazer o volume da amostra retornar ao valor inicial é

considerada a carga correspondente à pressão de expansão. A Figura 11 mostra uma

curva de compressão de ensaio realizado dessa forma.

0,39

0,34

0,29

0,24

0,19

0,14

Índi

ce d

e Va

zios

Tensão (kPa)1 10 100 1000

Figura11 – Curva de compressão do solo obtida em ensaio edométrico com inundação de um solo de saprolítico de filito de Cuiabá, MT. Neste caso, a pressão de expansão é da ordem de 60 kPa.


208

Outra possibilidade de determinação do valor da pressão de expansão é por

meio de diversos ensaios de expansão com diferentes tensões de inundação. Se colo-

cados em gráfico cartesiano com o potencial de expansão em um eixo e a pressão de

inundação no outro, podem-se unir os pontos com uma reta prolongada até o eixo

do potencial de expansão. A pressão que corresponder ao potencial de expansão

nulo é considerada a pressão de expansão. A Figura 12 ilustra esse procedimento.

Figura 12 – Determinação da pressão de expansão com o resultado de dois ensaios edométricos, obtido em Silva et al. (2005). Os valores 12% e 16% correspondem a teores de umidade de compactação das amostras.

7 Fundações em solos expansivos

As soluções em solos expansivos são mais tradicionais que as usualmente

empregadas em solos colapsíveis. Peck et al. (1973) recomendam a solução de elevar

o piso e colocar as fundações em uma região estável. De um modo geral, parece

que, quanto ao piso, não se tem nada melhor até o momento.

A solução de fundação adotada deve sempre considerar o potencial e a

pressão de expansão. Outra consideração importante é a chamada zona ativa, isto

é, existe uma região no perfil do solo que é mais suscetível de se expandir. Essa

região pode ser identificada pela própria característica do solo ou pela ocorrência

de uma zona de variação de umidade. Uma vez que a expansão está diretamen-

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Expa

nsão

(%

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tensão (kPa)

12%16%


209

te ligada à variação de umidade do solo, se uma camada não experimenta essas

variações, então não sofre variação de volume. É claro que isso é circunstancial.

Um vazamento de água pode levar ao encharcamento de uma região que tipica-

mente não sofreria mudança de umidade. Uma grande chuva ou período de chuva

muito extenso poderia fazer o lençol freático local subir. Da mesma forma, uma

grande seca poderia fazer o lençol descer. Contudo, existem meios para que seja

estimada a probabilidade de esses eventos acontecerem. Futai et al. (1998) relatam

a redução do potencial de expansão com o aumento da profundidade em solos da

Baixada Cuiabana. Isso indica que é possível colocar a fundação de uma obra em

um extrato livre das expansões.

Para Rojas et al. (2002), as soluções de fundações em solos expansivos

podem ser:

a) melhorar o solo expansivo, reduzindo ou eliminando o seu potencial de

expansão por tratamento químico ou térmico;

b) substituir o solo expansivo por outro menos problemático, se a espessura

da camada expansiva e os volumes envolvidos na obra são pequenos;

c) ultrapassar a camada expansiva do solo, o que é conseguido por fundações

profundas;

d) empregar fundações com sapatas corridas bem estreitas para aumentar a

tensão de contato e reduzir a área de influência da fundação;

e) empregar grelhas ou lajes rígidas, que possam absorver as tensões e as

deformações dos movimentos causados pela expansão do solo; e

f) empregar barreiras para conter a mudança do teor de umidade do solo sob

a fundação/imóvel.

As edificações unifamiliares, em geral, têm cargas pequenas. No caso do

emprego dos citados radiers, a carga transmitida ao solo, em geral, é da ordem de

10 kPa. Esse valor pode ser ainda menor, se a casa não tiver laje de forro e/ou tiver


210

cobertura de telhas de fibrocimento. Na Baixada Cuiabana, a pressão de expansão

dos solos expansivos varia entre 20 kPa e 60 kPa. Portanto, os valores de tensão

transmitidos ao solo pelas fundações são menores que a pressão de expansão. Isso

explica as frequentes trincas apresentadas por esses imóveis. A solução de fundação

na situação de construções leves sobre terrenos expansivos deve reduzir ao máximo

a área de contato para fazer crescer a tensão. Dessa forma, pode-se superar a pres-

são de expansão.

O uso de radier seria uma boa opção se fosse possível empregar uma

laje rígida. Nesse caso, o custo da fundação cresce. O aumento de custo não é

compatível com a ideia de baixo custo vigente na habitação de interesse social.

Contudo, a ideia de qualidade exige que se lance mão de recursos tecnológicos

mais adequados.

Os métodos de cálculo dos radiers são bastante diversos. A concepção es-

trutural dos radiers pode seguir quatro linhas principais: lajes ou radiers lisos, ra-

diers com pedestais ou cogumelos, radiers nervurados e radiers de caixão. Dessas

concepções decorre a obtenção dos esforços e dos recalques. A rigidez relativa de

cada um desses sistemas influi na distribuição dos esforços no solo e nas defor-

mações experimentadas. A obtenção dos esforços internos que se desenvolvem

no elemento estrutural depende, em boa parte, da forma como o elemento é

concebido e tratado.

A primeira questão que surge no projeto de fundações superficiais já foi

apontada: é a elevação do piso. Sendo o piso uma placa, em geral de pequena carga,

o objeto mais imediato de cuidados é ele. Nesse caso, as soluções clássicas têm sido

satisfatórias. A criação do espaço vazio sob o piso do térreo pode ser feita pela cria-

ção de uma laje. Um recurso também utilizado é a colocação de caixas de papelão

vazias. Essas caixas servem de apoio para a laje do piso. Quando umedecidas, elas

se desmancham, deixando o vazio. Por outro lado, a sua capacidade de transmitir

tensões é pequena. Desse modo, não existe o risco de que a expansão do solo de

base chegue ao piso. A Figura 13 mostra esse arranjo.


211

Fundação Fundação

Caixas de papelão

Lajes de piso

Nível do terreno

Figura 13 – Arranjo esquemático de caixas de papelão sob o piso do andar térreo para impedir a transmissão dos esforços de expansão

Estando o piso elevado, a fundação deve estar em local livre da pressão de

expansão. Em geral, isso é conseguido colocando-se a base da sapata em local que

não sofra a variação de umidade. Outra possibilidade de colocar a fundação em uma

camada mais estável é assentá-la em uma camada diferenciada. Contudo, isso nem

sempre é possível.

Um arranjo de fundação interessante pode ser obtido quando se conhece a

tensão de expansão do solo. Nesse caso, podem-se projetar as sapatas para transmitir

cargas resultantes superiores àquelas previstas para a expansão do solo. A resultante

das forças obtidas nesse processo irá trabalhar de modo favorável ao projetista.

Sabe-se que, de um modo geral, os solos expansivos têm boa capacidade de

suporte. Quando a tensão transmitida ao solo pela fundação for superior a pelo

menos duas vezes a pressão de expansão, os valores de deslocamento da fundação

podem ser calculados considerando-se a tensão efetiva líquida, isto é, o valor da

tensão descontado o valor da pressão de expansão. A tensão admissível do solo

passa então a ser:

pe * F ≥ qadm ≥ qult / F

qliq = qserv - pe ,

Eq. 4

Eq. 5

Onde:

pe = pressão de expansão;

qadm = tensão admissível;


212

Cabe aqui lembrar que a tensão líquida a que se refere a equação anterior não

é aquela que inclui a sucção. Essa tensão líquida, que inclui a sucção, será usada nos

modelos de previsão de recalques que a contemplam. Como exemplo dessas situa-

ções, tem-se o emprego dos modelos canadense e espanhol.

Na mesma linha, Ribeiro Júnior et al. (2006) apresentam a proposta de colocar

o piso e a fundação de habitações de interesse social unifamiliares assentes em solos

expansivos sobre uma camada de cascalho. Para esses autores, uma camada de casca-

lho com espessura superior a 5 cm e com dimensões superiores a 50 mm cria espaço

suficiente para que a expansão aconteça para dentro dos seus vazios. Por outro lado,

a área de contato dessas pedras, por ser menor que a área total da fundação/piso,

gera uma tensão que pode, em alguns casos, exceder a tensão de expansão do solo.

Ainda que isso não aconteça, o peso próprio da camada de cascalho contribui para

aumentar a tensão atuante e conter a expansão da fundação/piso.

Essa ideia foi observada para solos saprolíticos siltosos, derivados do filito,

na Baixada Cuiabana. Em escala de laboratório, os ensaios demonstraram o seu

pleno sucesso. Ainda não há resultados de campo para validar essa proposta.

A filosofia de reduzir as áreas de contato do solo com as fundações sugere

que sejam usadas as grelhas para transmitir as cargas ao solo. As grelhas são conjun-

tos de vigas intertravadas para aumentar a rigidez do conjunto. As grelhas aumen-

tam a rigidez do conjunto e reduzem a possibilidade de recalques diferenciais.

As soluções de fundações mais recomendadas para solos expansivos são as

fundações profundas. Com esse tipo de fundações, pode-se ultrapassar a camada

expansiva. Contudo, é importante lembrar que as fundações profundas sofrem ação

qult = tensão de ruptura ou capacidade de carga;

qliq = tensão líquida;

qserv = tensão de serviço (transmitida ao solo); e

F = fator de segurança, que pode ser diferente para a condição de expansão e de carga.


213

do atrito lateral. Nesse caso, a mesma tensão que atua impedindo o recalque da esta-

ca em solos convencionais atua empurrando a estaca para fora do solo. Uma forma

de reduzir a atuação da tensão de arrancamento da fundação é aumentar o seu peso.

Isso pode ser feito pelo alargamento da base, como nos tubulões de base alargada.

Peck et al. (1973) recomendam que a carga de arrancamento do tubulão/

estaca seja calculada de forma similar ao seu dimensionamento geotécnico. Nesse

caso, os autores recomendam a inclusão da parcela de adesão no cálculo da carga de

arrancamento. Tal consideração leva em conta que os solos são puramente coesivos,

o que nem sempre é verdade. No caso dos solos brasileiros, é comum que os solos

não saturados, expansivos, apresentem comportamento coesivo-friccional.

Para garantir que o elemento de fundação não seja empurrado para fora do

solo, deve-se construí-lo com um peso superior à força de arrancamento. Em al-

guns casos, o peso do elemento de fundação pode não ser suficiente para suportar

a carga de arrancamento. Essa situação exige que a base da fundação seja alargada,

para permitir que o solo venha a reagir contra o movimento ascendente.

A carga de expansão que atua no fuste do elemento de fundação é proporcio-

nal à sua área lateral, portanto ao seu diâmetro. Assim, quanto menor o diâmetro do

fuste, menor a carga de expansão transmitida à fundação. Peck et al. (1973) recomen-

dam que o fuste tenha diâmetro da ordem de 30% do diâmetro da base. O esforço

de empurrar a fundação para fora do solo gera uma tensão de tração. Todo fuste de

fundação sujeita a esforços de tração deve ser armado. Logo, todo o trecho compre-

endido entre a base alargada e o bloco de coroamento deve ser armado.

Em muitos casos, a solução mais adequada pode ser a substituição ou o trata-

mento do solo. Isso é possível quando as soluções de fundações adotadas tornam-se

muito caras em relação à obra.

A substituição do solo expansivo por outro de melhor qualidade pode ser

feita se os volumes envolvidos forem pequenos. Em alguns locais, a camada de

solo expansivo tem espessura inferior a 2 m ou 3 m. Nesses casos, deve-se estudar

a alternativa de remoção da camada de solo expansivo. A sua substituição é uma


214

alternativa interessante, já que elimina a fonte dos problemas. Em outros casos,

a espessura da camada expansível é muito grande para ser removida. Contudo, a

tensão de expansão diminui na medida em que a profundidade aumenta. Nesses

casos, a substituição pode ser feita na parte cuja tensão de expansão seja maior que

as tensões aplicadas pela fundação. Se essa espessura for viável economicamente, a

solução é viável tecnicamente.

O solo empregado na substituição deve atender às características de com-

pactação e de capacidade de carga para a obra. O controle de compactação do solo

colocado no local da obra deve atender às seguintes condições:

a) a expansibilidade do solo importado deve ser nula ou muito abaixo da

tensão transmitida pela obra;

b) o grau de compactação e a energia propostos no projeto devem produzir a

resistência necessária para suportar a obra;

c) o grau de compactação em cada camada de aterro deve ser compatível com

o projeto; e

d) a espessura de cada camada de aterro não deve ultrapassar a espessura de

projeto proposta no memorial descritivo da obra.

A estabilização química dos solos pode ser uma alternativa para reduzir ou

eliminar a expansão do material de suporte da obra. A substituição pode não ser

viável economicamente por falta de material de qualidade adequada a preços com-

patíveis com as necessidades da obra. A estabilização química pode ser feita com

aditivos de diversos tipos: polímeros, ligantes, resíduos industriais e outros.

A expansibilidade é produto da interação da água com os minerais do solo.

Se os minerais forem alterados, então a expansibilidade será reduzida. Esse é o prin-

cípio básico da estabilização química. A Figura 14 mostra a variação da atividade

do solo tratado com diferentes teores de cal hidratada. Observa-se que os teores de

cal hidratada cálcica de 1% e 2% reduzem a expansão do solo, para uma faixa de

valores aceitável. No caso dos índices de atividade obtidos com o solo defloculado,


215

o índice de atividade sofre pouca variação para teores de cal maiores que 2%. Solos

com índice de atividade acima de 1,25 são considerados expansivos e com potencial

de dano elevado para as obras. Os índices de atividade entre 0,75 e 1,25 indicam so-

los de baixa expansibilidade, que, portanto, não causam danos às obras. Solos com

índice de atividade inferior a 0,75 não são expansivos.

3

2,5

2

1,5

1

0,5

00 1 2 3 4 5 6

Índice de atividade sem uso de defloculanteÍndice de atividade sem uso de defloculante

Índi

ce d

e at

ivid

ade

Teor de Cal (%)

Figura 14 – Variação do índice de atividade do solo em relação ao teor de cal hidratada adicionada, segundo Ribeiro Júnior (2006). As linhas verde e amarela são respectivamente os limites superior e inferior do índice de atividade que caracteriza os solos expansivos.

No momento da dosagem do aditivo, deve-se ter em conta que o teor de

aditivo a ser empregado não busca aumentar a resistência do material, mas reduzir

a sua expansibilidade. Dama e Miranda (1995) buscaram melhorar a resistência de

um solo saprolítico da Baixada Cuiabana com cal hidratada. Esses autores obtive-

ram um teor ideal de cal de 6%. Grande parte dos autores que buscam melhorar a

resistência do solo com cal hidratada encontra teores que variam entre 6% e 12%.

Contudo, Ribeiro Júnior et al. (2005) encontraram teores de cal hidratada da ordem

de 1% para reduzir a expansibilidade de solos saprolíticos da Baixada Cuiabana.

De acordo com Alves et al. (2005), a cal hidratada adicionada ao solo saprolíti-

co promove a redução imediata da expansibilidade. Essa mudança de comportamen-

to é decorrência da troca de cátions que ocorre no solo. Na reação de troca catiônica

íons Ca2+ presentes na cal deslocam os íons adsorvidos na superfície das partículas

de argila. Além disso, íons de Ca2+ não permutados podem estar adsorvidos, de

forma que a densidade total de íons na dupla camada aumente. O resultado líquido

é a menor capacidade de troca de bases, com a consequente redução de contração e


216

expansão. Guimarães (2002) explica as reações que ocorrem ao se adicionar a cal ao

solo úmido e classifica-as em reações imediatas (troca catiônica), reações de longo

prazo (ação pozolânica) e carbonatação, que tem origem diferente das anteriores. A

troca catiônica promove, após alguns instantes de contato, mudanças nas proprieda-

des físicas do solo, como o deslocamento da curva granulométrica para o lado gros-

seiro, o aumento do limite de plasticidade e a queda do índice de plasticidade e do

limite de liquidez. Na compactação, há uma diminuição na massa específica aparente

seca e um aumento na umidade ótima. A troca de cátions entre os argilominerais do

solo e a cal leva à formação de fosfatos de alumínio hidratado.

A Figura 15 mostra o resultado do tratamento de um saprolítico de filito da

Baixada Cuiabana com cal hidratada cálcica. Pode-se observar, nessa figura, que

o potencial de expansão do solo foi reduzido de cerca de 13% para menos de 2%.

Também fica evidente que o teor de cal economicamente viável que produz o resul-

tado desejado é o de 1%. O teor de 1% produz redução do potencial de expansão

para cerca de 1%. Os teores de cal de 2% e 4% quase anulam a expansão. Contudo,

em termos práticos, o teor de 1% resolve o problema da expansão e é mais econô-

mico. Para o teor de 6% de cal, o potencial de expansão é maior que para 1%.

16

12

8

4

00 20000 40000 60000 80000

Expa

nsão

(%

)

Tempo (s)

Solo Natural 1% cal 2% cal

4% cal 6% cal

Figura 15 – Valores da expansibilidade do solo em função do teor de cal hidratada cálcica, segundo Ribeiro Júnior (2006)

A ideia de que o teor de cal hidratada ótimo seja de 1% é reforçada por dados

que mostram que a variação de pH mais importante que a mistura sofreu foi para


217

esse teor. Da mesma forma, a maior variação no índice de plasticidade (IP) do solo

foi obtida para esse valor de adição (RIBEIRO JÚNIOR, 2006).

Além da cal hidratada, outros aditivos podem ser empregados. Entre esses

produtos, destaca-se a cinza. Thomé e Consoli (2000) empregaram cinza prove-

niente da queima de carvão para melhorar a resistência de um solo de fundação.

Esses autores obtiveram aumento importante na capacidade de carga do solo. Para

melhor aproveitamento do solo estabilizado, eles tratam o solo como uma dupla ca-

mada. A camada melhorada com cinza tem mais rigidez e resistência que a camada

de solo natural subjacente.

Em Mato Grosso, Leirias et al. (2005) propõem o uso de cinza de casca

de arroz para estabilizar o solo quanto ao seu potencial de expansão. Esses au-

tores entendem que os sais existentes na cinza sofrem trocas catiônicas de modo

análogo ao que ocorre com a cal hidratada. O teor de cinzas encontrado como

ótimo varia entre 5% e 7%, a depender da forma como a cinza foi preparada. A

cinza de casca de arroz tem maior ou menor eficiência na estabilização do solo de

acordo com a sua área específica. Quanto mais fina for a cinza, melhor será a sua

reatividade com o solo.

A composição química da cinza de casca de arroz é fundamentalmente de

óxidos de silício (86%), óxidos de potássio, sódio, ferro, cálcio e magnésio, com

cerca de 1%, e outros óxidos em menor concentração. Em razão do elevado teor de

sílica, a cinza é muito utilizada na indústria cimenteira (DAFICO, 2001). Assim, a

cinza de casca de arroz poderia manifestar um potencial pozolânico não apresenta-

do quando a cinza se encontra na forma bruta.

Os solos expansivos podem apresentar disfunções na forma da curva de

compactação, isto é, a curva de compactação desses solos pode não ter aquele for-

mato típico de parábola que os solos em geral apresentam (SANTOS, 2003). A

estabilização química dos solos expansivos traz o formato da curva de compacta-

ção mais próximo daquele tipicamente esperado (LEIRIAS et al., 2005; RIBEIRO

JÚNIOR et al., 2005).


218

A forma de executar o tratamento do solo varia de acordo com o local. Em

alguns casos, o projetista tem preferido retirar o solo e recompactar o solo aditivado

com o agente estabilizante. Em outros casos, têm-se realizado injeções de água com

o agente que se deseja introduzir no solo. Esta segunda forma encontra um proble-

ma, que é a variação da umidade do material e a sua consequente expansão. Nesse

caso, a obra só deverá ter início quando o teor de umidade do solo voltar a níveis

compatíveis com os existentes antes da injeção.

Em qualquer caso, uma medida importante, adicional a tudo o que foi feito,

é a construção de drenos e barreiras hidráulicas. Essa é uma forma de reduzir as

possibilidades de a água atingir a região das fundações da obra. Os drenos devem

ser feitos na face externa das barreiras, isto é, a primeira preocupação é tirar a água

de perto da obra. Para tanto, deve-se:

a) construir calçadas largas no perímetro da obra;

b) executar drenos enterrados e superficiais para impedir a água de chegar à

região das fundações da obra; e

c) executar barreiras impermeáveis em torno das fundações – perímetro

externo – para reduzir as chances de o solo sofrer variação de umidade.

Essas medidas objetivam eliminar ou reduzir a variação de umidade do solo

sob a obra. Dessa forma, pode-se reduzir a chance de contração ou expansão do solo

de fundação. Entretanto, deve ficar bem claro que essas são medidas adicionais.

8 Protótipos

As tecnologias descritas neste capítulo foram aplicadas na construção de qua-

tro protótipos em Barra do Bugres, MT. O projeto e a construção dos protótipos

objetivaram avaliar os seguintes aspectos:

a) construtividade do sistema de blocos de solo-cimento encaixantes, sem

argamassa;


219

b) avaliação da técnica de fundações com brocas apiloadas para redução do

colapso do solo;

c) avaliação da técnica de fundações de solos reforçados com geogrelhas para

redução das deformações oriundas do colapso do solo;

d) avaliação do conforto térmico das unidades decorrentes do arranjo arqui

tetônico e de dispositivos de circulação de ar instalados;

e) avaliação do impacto do uso de telhas de fibrocimento no conforto

térmico das unidades;

f) avaliação dos arranjos arquitetônicos empregados;

g) avaliação do grau de dificuldade de execução das casas ante os arranjos

arquitetônicos adotados;

h) avaliação da exequibilidade e do custo de um sistema estrutural de telhados

mais adequado às casas de pequeno porte;

i) avaliação do grau de satisfação do morador com a casa; e

j) estudo das alterações e das ampliações feitas pelos moradores.

Os resultados deste trabalho foram publicados em diversos congressos espe-

cializados. A maior parte dos artigos foi publicada nos anais do I e do II Seminários

Mato-grossenses de Habitação de Interesse Social, realizados respectivamente em

2005 e 2007 em Cuiabá, MT. As expectativas de sucesso nas práticas adotadas são

muito boas. Com exceção da dificuldade de se trabalhar com painéis de alvenaria

não solidarizados por argamassa, todos os outros aspectos se mostraram positivos.

Kunze e Conciani (2007) analisam a difusão tecnológica e a integração social

obtida com a construção dos protótipos. A construção envolveu grande grupo de

parceiros. Entre eles, pode-se citar: Sinduscon-MT, Secretaria de Infraestrutura do

Estado de Mato Grosso – Sinfra-MT, Prefeitura Municipal de Barra do Bugres,

Igreja Católica – Paróquia de Santa Cruz em Barra do Bugres, Eternit e Huesker.

Além desses, estavam envolvidos o Programa Habitare, da Finep, como financia-


220

dor, as instituições de pesquisa envolvidas (CEFET-MT, UFMT, UFCG e Unemat)

e algumas empresas privadas que participaram na busca de apropriação tecnológica.

Atualmente o modelo de difusão tecnológica vem sendo estudado pela Secretaria

de Educação Profissional e Tecnológica do MEC como modelo para formação ini-

cial e continuada de profissionais da construção civil.

Como decorrência desse projeto, ONGs e empresas têm procurado o grupo

de pesquisadores do projeto Moradia para obter formação tecnológica e consultoria.

O impacto do programa Habitare no projeto Moradia e na sociedade tem sido estu-

dado a partir de uma monografia de conclusão de curso (CONCIANI, 2007).


O emprego de tecnologias de sondagens, projetos e execução de fundações

mais simples é uma necessidade que transcende a questão do custo do imóvel. Essas

tecnologias são necessárias para assegurar a qualidade da obra no que se refere à

eliminação de patologias e à melhoria do conforto de quem habita o imóvel. Neste

texto foram apresentadas algumas alternativas em desenvolvimento.

O uso de técnicas de sondagem mais leves e mais econômicas possibilita a

avaliação do terreno para construções de pequeno porte, tais como casas de dois

quartos e edifícios do tipo H4, destinados à habitação de interesse social. O DPL

é um equipamento compacto, leve, que permite avaliar perfis de terrenos em pro-

fundidades inferiores a 12 m, com resistência média a baixa. Esse ensaio fornece o

índice de resistência à penetração (N10) ao longo da profundidade e estimativas de

capacidade de carga de estacas. O uso do DPL, em conjunto com avaliações expe-

ditas de expansão e/ou colapso, leva a um conhecimento do terreno que permite

adotar técnicas de fundações mais adequadas a cada tipo de terreno e obra.

O ensaio expedito de expansão e/ou colapso empregado fornece uma estima-

tiva de potencial de expansão livre do solo. Esse ensaio fornece, também, uma infor-

mação que descarta ou recomenda a realização de ensaios adicionais para avaliar o

potencial de colapso do solo.


221

Diante da identificação do perfil do terreno, sua resistência, seu peso especí-

fico e seu comportamento diante das variações de umidade, o projetista pode esco-

lher o melhor sistema de fundações. Essa escolha pode recair sobre os tradicionais

radiers ou buscar soluções mais arrojadas como estacas de solo-cimento, melhora-

mento do terreno e sapatas corridas, entre outras. O mais importante é que tais

soluções serão adotadas com base nas propriedades do terreno e nas características

do imóvel. Essa escolha proporcionará uma redução do retrabalho, um aumento no

conforto para o usuário e uma melhor qualidade do bem.


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Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

229

8.Projetos HABITARE/FINEP, equipes

e currículos dos participantes

Editores

A line da Silva Ramos Barboza é engenheira civil pela Universidade

Federal de Alagoas (1987), com mestrado em Engenharia Civil (Engenharia

de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (1992) e doutorado em

Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2002).

Atualmente é professora adjunto e diretora do Centro de Tecnologia da Universidade

Federal de Alagoas. Tem experiência na área de engenharia civil, com ênfase em es-

truturas de concreto, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto autoaden-

sável, bambu, pré-moldados, habitação de interesse social, novos materiais, resíduos e

concreto com fibras.

Holmer Savastano concluiu o doutorado em engenharia civil pela Uni-

versidade de São Paulo em 1993. Atualmente e professor titular da Uni-

versidade de São Paulo. Atua na área de engenharia civil, com ênfase em

materiais e componentes de construção, principalmente nos seguintes temas: fibras ve-

getais, ambiência, construção rural, construção civil, conforto térmico, produção animal,

fibrocimento, bovinocultura de leite, compósitos fibrosos e fibrocimentos alternativos.


230

8.1 Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

Instituição executora

Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

Instituições co-executoras

Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)

Universidade Federal da Bahia (UFBA)

Universidade de Fortaleza (Unifor)

Universidade do Vale do Itajaí (Univali)

Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia (Cefet-BA)

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG)

Centro Federal de Educação Tecnológica da Paraíba (Cefet-PB)

Coordenação geral Humberto Ramos Roman

Equipe técnica

Humberto Ramos Roman (UFSC)

Leslie Maria Finger Roman (UFSC)

Margaret Souza Schmidt Jobim (UFSM)

Maria Aridenise Macena Fontenelle (Unifor)

Nelma Mirian Chagas de Araújo (Cefet-PB)

Vinnicius Grangeiro Ribeiro Maia (Unifor)

Yolanda Montenegro de Moura


231

Currículo

Humberto Ramos Roman é engenheiro civil (1980), mestre (1983) pela

Universidade Federal do Rio Grande do Sul e doutor (1990) pela University of

Sheffield, Inglaterra. Membro da British Masonry Society desde 1993, do Internatio-

nal Council for Building Research Studies desde 1997 e da American Society of Civil

Engineering desde 2005. É professor do Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal de Santa Catarina desde 1992. Atua nas áreas de alvenaria

estrutural e processos construtivos.

8. 2 Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS


Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Núcleo Orientado para a Inovação da Edificação (Norie)


Centro Universitário Feevale

Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos)

Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec)

Coordenação

Denise Carpena Coitinho Dal Molin

Equipe técnica

Prof.ª Denise C. C. Dal Molin (coodenação geral do projeto)

Prof.ª Angela Borges Masuero


232

MSc Iuri Jadowiski (ex-aluno de mestrado)

MSc Patrícia Lovato (ex-aluna de mestrado)

Dr. Antonio Eduardo Bezerra (ex-aluno de doutorado)

Graduando Rafael Mascolo (BIC)

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Prof.ª Marlova Kulakowski

Prof.ª Ana Cristina de Almeida Garcia

Graduanda Lisiane Bitsch

Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos)

Prof. Claudio Kazmierczak

Graduanda Luana Tonello

Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec)

Fernanda Vieira (pesquisadora)

Graduando Samuel (BIC)

Currículo

Denise Carpena Coitinho Dal Molin é engenheira civil pela Universidade

Federal do Rio Grande do Sul (1982), com mestrado em Engenharia Civil pela Uni-

versidade Federal do Rio Grande do Sul (1988) e doutorado em Engenharia Civil

pela Universidade de São Paulo (1995). Atualmente é professora da Universidade

Federal do Rio Grande do Sul. Atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia

de concretos convencionais e especiais, aproveitamento de resíduos em materiais

de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de

materiais e componentes da construção, patologia e recuperação de estruturas e

construções e processos construtivos.


233

8.3 Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos


Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)

Apoio

Universidade de Santa Cruz do Sul (Unisc)

Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência (Fateciens)

Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul

Coordenação

José Mario Doleys Soares

Equipe técnica

Marcus Daniel Friederich dos Santos

Ana Lúcia Kholer

Dinara Xavier Paixão

Kamila Kappaun

Milene Carvalho

Currículo

José Mario Doleys Soares é engenheiro civil (1981) pela Universidade Fede-

ral de Santa Maria (UFSM), mestre em Engenharia Civil (1985) e doutor em Enge-

nharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), especialista

em Agente de Inovação Tecnológica (2007) pela UFSM. Atualmente é professor de

graduação e de mestrado em Engenharia Civil da UFSM e pesquisador/assessor do

Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC). Atua nas áreas de geotecnia,

materiais, componentes e patologia de construções.


234

8.4 Projeto de Utilização de Resíduos de Serragem de Rochas Ornamentais (RSRO) na Produção de Peças Pré-Moldadas para Habitação de Interesse Social (título do capítulo: Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas)


Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

Instituição co-executora

Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

Coordenação

Washington Almeida Moura

Equipe técnica

Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

Prof. Washington Almeida Moura (coordenação geral do projeto)

Prof.ª Mônica Leite

Diogenes Oliveira Senna (bolsista)

Rosana de Freitas Correia (bolsista)

Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

Prof. João Luiz Calmon Nogueira da Gama (coordenador)

Markus Muratti (bolsista)

Currículo

Washington Almeida Moura é engenheiro civil pela Universidade Estadual

de Feira de Santana (UEFS). Obteve título de mestre em Engenharia Civil pela


235

Universidade Federal Fluminense (1991) e de doutor em Engenharia Civil pela Uni-

versidade Federal do Rio Grande do Sul (2000). É professor titular e vice-reitor da

Universidade Estadual de Feira de Santana, e Diretor Financeiro da Associação

Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (Antac). Atua na área de Enge-

nharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, e desenvolve

pesquisas relacionadas principalmente aos seguintes temas: reciclagem de resíduos

industriais, concreto, argamassa, blocos pré-moldados e durabilidade.

8.5 Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social




Universidade de São Paulo (USP)

Universidade Estadual Paulista (Unesp) – Campus de Ilha Solteira

Empresa interveniente

Toniolo Pré-moldados

Coordenação

Luiz Roberto Prudêncio Júnior

Equipe técnica


Luiz Roberto Prudêncio Jr. (coordenação geral do projeto)


236

Alexandre Lima de Oliveira – PPGEC/UFSC

Denis Fernandes Weidmann – PIBIC-CNPq/UFSC

Juliana M. Casali – doutoranda PPGEC/UFSC

Universidade de São Paulo (USP)

Túlio Nogueira Bittencourt (coordenador)

UNESP Ilha Solteira

Jefferson Sidney Camacho (coordenador)

Currículo

Luiz Roberto Prudêncio Júnior é engenheiro civil (1981) pela Universidade

Federal de Santa Catarina (UFSC). Mestre em Engenharia Civil (1986) pela Universi-

dade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural. Doutor

(1993) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de Tecnologia do Concreto, reali-

zando parte de seus experimentos no Institute for Research in Construction – Ottawa,

Canadá. Em 2001 obteve seu pós-doutorado na Inglaterra, na Loughborouh Univer-

sity. Iniciou sua atividade didática na UFSC em 1982 sendo atualmente professor titu-

lar. Fundador e coordenador do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à

Base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

8.6 Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas


Universidade Federal Fluminense (UFF)


Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ)


237

Empresas intervenientes

R. Matoso Engenharia Ltda.

RG Côrtes Engenharia S.A.

JM Construções Ltda.

Coordenação

Regina Helena Ferreira de Souza

Equipe técnica

Prof.ª Regina Helena Ferreira de Souza – Dep. Engenharia Civil UFF

(coordenação geral)

Prof. Ivan Ramalho de Almeida – Dep. Engenharia Civil UFF

(coordenador)

Pesquisadores

Prof. Paulo Cesar Almeida – Dep. Engenharia Civil, UFF

Prof. Jorge Luiz Fernandes Oliveira – Depart. de Geografia, UFF

Prof. Evandro Biassi Barbiéri – Instituto de Geociências, UFF

Prof. Fernando B. Mainier Depart. Engenharia Química, UFF

Prof. Helena Carasek – Dep. Engenharia Civil, UFG

Prof. Moacir Carvalho – Dep. Engenharia Civil, UERJ

Prof. José Carlos Rinelli – Dep. Engenharia Civil, UERJ

Prof. Ana Catarina Evangelista – Dep. Engenharia Civil, UFRJ

Eng. Civil Maria do Rosário Veiga – LNEC

Eng. Eletrotécnico João Palma – LNEC


238

Alunos (bolsistas)

Fernanda de Castro Miguel, Leonardo de Moura Pereira, Lizandra Prado,

Luciana Zorzanelo Menezes de França e Rodolfo de Lima Paula (todos graduandos

do curso de Engenharia Civil da UFF).

Currículo

Regina Helena Ferreira de Souza é engenheira civil pela Universidade

Federal do Rio de Janeiro (UERJ) em 1978, mestre pela Universidade Federal Flu-

minense (UFF) em 1985 e doutora em Engenharia Civil pelo Instituto Superior

Técnico da Universidade de Lisboa em 1990. Em 1998 completou um programa de

pós-doutorado no Instituto Superior Técnico, em Portugal. É professora titular de

Estabilidade das Construções da UFF desde 1994. No momento, atua como pro-

fessora do Departamento de Estruturas e Fundações da UERJ, como pesquisadora

da UFF, CNPq, Faperj e Finep e como consultora na área da recuperação e reforço

de estruturas de concreto, sendo autora de mais de 50 trabalhos técnicos publicados

no Brasil e no exterior.

8.7 Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social – o caso das fundações


Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (Cefet-MT)


Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Empresas intervenientes

Barbosa e Dalla Rosa Engenharia Ltda.


239

Cerâmica Santo André Ltda.

Geosolo Engenharia e Consultoria Ltda.

Nacon Engenharia e Construções Ltda.

Nativa Engenharia Ambiental

Eternit

Huesker do Brasil S.A.

Apoio

Secretaria de Estado de Infraestrutura (Sinfra-MT)

Sindicato da Indústria da Construção Civil de Mato Grosso

(Sinduscon-MT )

Prefeitura Municipal de Barra do Bugres, MT

Coordenação

Wilson Conciani

Equipe técnica

Professores e pesquisadores

Adnauer Tarquínio Daltro – UFMT

Antônio Cezar Santos – Cefet-MT

Douglas Queiroz Brandão – UFMT

Heber Carlos Ferreira – UFCG

Izabel Cristina de Oliveira Campos – Cefet-MT

João Carlos Sanches Júnior – Unemat

João Manoel Mischiati Farto – Cefet-MT

José de Souza Nogueira – UFMT


240

José Henriques de Jesus –UFMT

Juzélia Santos da Costa – CEFTMT

Luciane Cleonice Durante – UFMT

Manoel Santinho Rodrigues Júnior – UFMT

Marta Cristina de Jesus Albuquerque Nogueira – UFMT

Walterley Araújo Moura – Cefet-MT

Alunos (bolsistas e não bolsistas)

Ana Carolina Rodrigues, Anadir Marciana, André Calvoso de Carvalho,

Carla Fernanda Teixeira, Dárcio Roberto de Moura, Dário Silvano, Eliete Alves

Barbosa, Fabiane Novak Schiavon, Francisney Campos Galvão, Helton Souza

Leirias, Ilço Ribeiro Júnior, Inês Vieira Serpa, Jaime Ferreira Mendes, Joaquim

Tolovi Júnior, Liliane Cerqueira da Silva, Maria Emília Mônaco Araújo, Marlo

Roberto de Paiva, Nathalia Pelissari Brandão, Nelson Barbiero, Paulo Junges,

Renata Conciani, Stanley Pires de Ávila, Tatiane Elias de Assis, Thalita Dadam e

Wilson Pimenta da Silva

Currículo

Wilson Conciani possui graduação em licenciatura para Educação Profis-

sional pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), graduação em Engenharia

civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), mestrado em Engenharia

Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba (1989)

e doutorado em Geotécnica pela Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos

(1997). É professor dos I e II graus do Centro Federal de Educação Tecnológica de

Mato Grosso. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Geo-

técnica, atuando principalmente nos seguintes temas: solo não saturado, fundações,

ensaio de campo, instrumentação de obras e educação profissional.

Volumes anteriores

Volume 1: Inserção urbana e avaliação pós-ocupação (APO)da habitação de interesse social

Volume 2: Inovação, gestão da qualidade & produtividade edisseminação do conhecimento na construção habitacional

Volume 3: Normalização e certificação na construção habitacional

Volume 4: Utilização de resíduos na construção habitacional

Volume 5: Procedimentos de gestão habitacional para população de baixa renda

Volume 6: Inovação tecnológica na construção habitacional

Volume 7: Construção e meio ambiente

Editores

Aline da Silva Ramos Barboza é engenheira civil pela

Universidade Federal de Alagoas (1987), com mestrado em

Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de

São Paulo (1992) e doutorado em Engenharia Civil (Engenharia

de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2002).

Atualmente é professora adjunto e diretora do Centro de

Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas. Tem experiência

na área de engenharia civil, com ênfase em estruturas de

concreto, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto

autoadensável, bambu, pré-moldados, habitação de interesse

social, novos materiais, resíduos e concreto com fibras.

Holmer Savastano concluiu o doutorado em engenharia civil

pela Universidade de São Paulo em 1993. Atualmente e

professor titular da Universidade de São Paulo. Atua na área de

engenharia civil, com ênfase em materiais e componentes de

construção, principalmente nos seguintes temas: fibras vegetais,

ambiência, construção rural, construção civil, conforto térmico,

produção animal, fibrocimento, bovinocultura de leite,

compósitos fibrosos e fibrocimentos alternativos.

9 7 8 8 5 8 9 4 7 8 2 8 1

I S B N 8 5 8 9 4 7 8 2 8 - 9

Esta coletânea apresenta resultados de pesquisas

desenvolvidas com o apoio da Financiadora de Estudos e

Projetos (FINEP), por meio do Programa de Tecnologia de

Habitação (Programa Habitare). São estudos sobre novos

materiais, sistemas construtivos e mecanismos de gestão voltados

ao setor da construção civil.

Sete artigos compõem a edição e propõem mudanças

tecnológicas, organizacionais, econômicas e culturais direcionadas

à melhoria da qualidade da habitação. Os trabalhos que

caracterizam o contexto atual de necessidades no campo da

moradia de interesse social e mostram esforços da academia para

atender o setor produtivo.

Documents

Tecnologias construtivas inovadoras