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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
DANIELLE MIQUELISSA GUEDES
RESISTÊNCIAS NÃO-SATISFATÓRIAS DE ELEMENTOS DE ALVENARIA
ESTRUTURAL: ESTUDO DE CASO
CURITIBA
2016
DANIELLE MIQUELISSA GUEDES
RESISTÊNCIAS NÃO-SATISFATÓRIAS DE ELEMENTOS DE ALVENARIA
ESTRUTURAL: ESTUDO DE CASO
Trabalho final de curso apresentado como requisito parcial à conclusão do curso de graduação em Engenharia Civil, Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná.
Orientadora: Prof.ª Dr.ª.Laila Valduga Artigas
CURITIBA
2016
TERMO DE APROVAÇÃO
DANIELLE MIQUELISSA GUEDES
RESISTÊNCIAS NÃO-SATISFATÓRIAS DE ELEMENTOS DE ALVENARIA
ESTRUTURAL: ESTUDO DE CASO
Trabalho Final de Curso apresentado como requisito parcial à conclusão do curso de
graduação em Engenharia Civil do Setor de Tecnologia da Universidade Federal do
Paraná, pela seguinte banca examinadora:
Prof.ª Dr.ª.Laila Valduga Artigas
Orientadora – Departamento de Construção Civil, UFPR
Prof.ª Dr.ª Nayara Soares Klein
Departamento de Construção Civil, UFPR
Prof.ª Dr.ª Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa
Departamento de Construção Civil, UFPR
Curitiba, 24 de novembro de 2016
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente à Profª Laila Valduga Artigas por disponibilizar seu
tempo, conhecimento e orientação durante o desenvolvimento deste trabalho.
À Universidade Federal do Paraná e aos professores do curso de
Engenharia Civil por todos os ensinamentos.
Aos Engenheiros Civis entrevistados, por toda a atenção e acessibilidade ao
sanar as dúvidas apresentadas.
À construtora por conceder os dados de projeto e ensaios, possibilitando os
estudos de caso.
Aos meus pais, Mauro e Doroti, por todo o amor, incentivo e dedicação para
me proporcionar uma boa formação pessoal, acadêmica e profissional.
Ao meu namorado Lucas, pelo amor, apoio e paciência durante todo o curso.
A Deus pela coragem de superar todos os desafios.
RESUMO
A alvenaria estrutural está cada vez mais recorrente em edificações de
pequeno e médio porte devido à redução de custos e à racionalização da construção
que o sistema oferece. No entanto, para o comportamento satisfatório dessas
edificações, é imprescindível que seja realizado o controle tecnológico dos materiais
aplicados, garantindo assim questões de durabilidade, funcionamento e
principalmente de segurança. Assim, os problemas são diagnosticados previamente
ao uso efetivo das edificações, permitindo a realização de medidas tratativas. O
presente trabalho retrata e discute três estudos de caso onde os ensaios para
controle tecnológico foram realizados e revelaram falhas na resistência à
compressão requerida de projeto de prismas, graute e blocos. Além disso, analisa e
investiga as possíveis causas das não conformidades e então apresenta ações
corretivas executadas. Em dois dos três estudos de caso apresentados foram
executados reforços na estrutura, ocasionando gastos não previstos em orçamento.
São apresentados os croquis com a localização dos pontos de reforço e as
características dos materiais que foram utilizados. Para uma questão de
mensuração de impacto também são apresentadas estimativas de custos da
execução dos reforços.
Palavras chave: alvenaria estrutural, controle tecnológico, ensaios laboratoriais.
ABSTRACT
Structural masonry is increasingly recurrent in small and medium size
buildings due to cost reduction and to the rationalizing of construction that the system
offers. However, for satisfactory behavior of these buildings, it is absolutely
necessary the technological control of the applied materials, ensuring issues such as
durability, functioning and mainly security. Thereby, the problems are previously
diagnosed to the effective use of the building, allowing the realization of treatment
measures. The following dissertation portrays and discusses three case studies in
which tests for technological control were conducted and revealed faults in the
required compressive strength in samples of prism, grout and blocks. Besides, it
analyzes and investigates the possible causes of non-conformity and then it presents
the corrective actions. In two of the three case studies presented there was
implementation of signifying amounts of structural reinforcements, therefore causing
not foreseen expenses. It is presented the sketching with the location of the
reinforced points and the characteristics of the used materials. For a question of
impact mensuration, are also presented estimates of reinforcement execution costs.
Keywords: structural masonry, technological control, laboratory tests.
7
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – INFLUÊNCIA DA RESISTÊNCIA DO GRAUTE NA RESISTÊNCIA DE PRISMA..................................................................................................................... 26
FIGURA 2 – BLOCOS DE CONCRETO ................................................................... 28
FIGURA 3 – DIFERENCIAÇÃO DE PAREDES DE BLOCOS DE CONCRETO ....... 30
FIGURA 4 – ESPESSURAS PARA JUNTA DE ASSENTAMENTO .......................... 36
FIGURA 5 – GRAUTE APLICADO EM ALVENARIA ................................................ 36
FIGURA 6 – INFLUENCIA DA ESPESSURA DA JUNTA DE ARGAMASSA NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS ..................................................... 42
FIGURA 7 – BLOCOS DE CONCRETO DA FAMÍLIA 39 .......................................... 47
FIGURA 8 – ARGAMASSA ESTABILIZADA ............................................................. 48
FIGURA 9 – PRISMA OCO ....................................................................................... 49
FIGURA 10 – VARIAÇÃO DA ESPESSURA DAS PAREDES DE BLOCOS DE CONCRETO .............................................................................................................. 51
FIGURA 11 – PASSA-PRATOS COM TESTEMUNHO DE PRISMA EXTRAÍDO ..... 59
FIGURA 12 – TESTEMUNHO DE PRISMA EXTRAÍDO DO PASSA-PRATOS ........ 60
FIGURA 13 – PRISMAS MOLDADOS PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ......................................................................................................... 61
FIGURA 14 – ANÁLISE DA NÃO-CONFORMIDADE ............................................... 62
FIGURA 15 – EVOLUÇÃO MÉDIA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA IDADE E TIPO DE CIMENTO ............................................................. 63
FIGURA 16 – COMPARAÇÃO DE RESISTÊNCIA DE PRISMA EM FUNÇÃO DA MOLDAGEM ............................................................................................................. 66
FIGURA 17 – CONCLUSÃO DA ANÁLISE DA NÃO-CONFORMIDADE .................. 68
FIGURA 18 – LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE GRAUTEAMENTO DOS PAVIMENTOS TÉRREO E TIPO .............................................................................. 71
FIGURA 19 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS .............................................................. 74
8
FIGURA 20 – LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE REFORÇO NOS PAVIMENTOS TÉRREO ................................................................................................................... 77
FIGURA 21 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS .............................................................. 79
FIGURA 22 – QUANTITATIVO RESUMIDO DE BLOCOS DE CONCRETO POR PAVIMENTO ............................................................................................................. 86
FIGURA 23 – ELEVAÇÃO DA ALVENARIA DAS TORRES 1 E 2 ............................ 90
FIGURA 24 – CROQUI DE PONTOS REFORÇADOS COM GRAUTE .................... 92
FIGURA 25 – REFORÇO ESTRUTURAL: REPRESENTAÇÃO DOS PROCESSOS 1 A 4 ............................................................................................................................. 93
FIGURA 26 – REFORÇO ESTRUTURAL: REPRESENTAÇÃO DOS PROCESSOS 5 A 7 ............................................................................................................................. 94
FIGURA 27 – MARCAÇÃO DOS CORTES PARA OS PONTOS DE REFORÇO ..... 96
FIGURA 28 – CORTES NA ALVENARIA E FÔRMA CACHIMBO NOS PONTOS DE REFORÇO ................................................................................................................ 97
9
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO DE RESISTÊNCIA - ELU .......... 21
TABELA 2 – COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO PARA COMBINAÇÕES NORMAIS DE AÇÕES .............................................................................................. 22
TABELA 3 – PADRONIZAÇÃO DE RESISTÊNCIAS PARA ALVENARIA ESTRUTURAL .......................................................................................................... 24
TABELA 4 – QUADRO COMPARATIVO DE CARGAS MÁXIMAS DE PAREDES ... 27
TABELA 5 – DIMENSÕES NOMINAIS DE BLOCOS VAZADOS DE CONCRETO .. 28
TABELA 6 – ESPECIFICAÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PAREDES DE BLOCOS .................................................................................................................................. 29
TABELA 7 – REQUISITOS PARA RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA À COMPRESSÃO ......................................................................................................... 30
TABELA 8 – TAMANHO DA AMOSTRA DE BLOCOS PARA ENSAIO .................... 31
TABELA 9 – VALORES DE Ψ CONFORME O TAMANHO DA AMOSTRA .............. 32
TABELA 10 – CLASSIFICAÇÃO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE ARGAMASSA ............................................................................................................ 34
TABELA 11 – CLASSES DE CONCRETO E GRAUTE CONFORME ABATIMENTO E APLICAÇÃO .......................................................................................................... 38
TABELA 12 – CARACTERÍSTICAS DAS BARRAS DE AÇO CA-50 ........................ 39
TABELA 13 – FATOR DE EFICIÊNCIA DA ALVENARIA ......................................... 40
TABELA 14 – MASSAS ESPECÍFICAS E UNITÁRIAS DOS MATERIAIS COMPONENTES DO GRAUTE ................................................................................ 48
TABELA 15 – DETERMINAÇÃO DOS COMPRIMENTOS DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS ......................................................................................... 51
TABELA 16 – DETERMINAÇÃO DAS LARGURAS DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS ......................................................................................................... 52
TABELA 17 – DETERMINAÇÃO DOS VOLUMES DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS ......................................................................................................... 52
TABELA 18 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X39 CM ............................................................................................................................. 55
10
TABELA 19 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X39 CM ............................................................................................................................. 55
TABELA 20 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE ARGAMASSA .... 56
TABELA 21 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMA ............. 57
TABELA 22 – ENSAIO DE CONTRAPROVA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMA ............................................................................................................... 58
TABELA 23 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS EXTRAÍDOS DA ALVENARIA ................................................................................... 60
TABELA 24 – TIPO A: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MENOR ESPESSURA .................................. 64
TABELA 25 – TIPO B: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MAIOR ESPESSURA .................................... 65
TABELA 26 – TIPO C: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MENOR COM A MAIOR ESPESSURA ......... 65
TABELA 27 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE ............................ 71
TABELA 28 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO GRAUTE ........... 72
TABELA 29 – CARACTERÍSTICAS DO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO TRAÇO INICIAL ........................................................................................................ 73
TABELA 30 – CARACTERIZAÇÃO GRANULOMETRICA DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS ............................ 73
TABELA 31 – CARACTERIZAÇÃO DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS ................................................................................. 74
TABELA 32 – CARACTERIZAÇÃO GRANULOMETRICA DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS ............................ 78
TABELA 33 – CARACTERIZAÇÃO DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS ................................................................................. 79
TABELA 34 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE PARA REFORÇO COMPLEMENTAR .................................................................................................... 80
TABELA 35 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO GRAUTE REDOSADO .............................................................................................................. 80
TABELA 36 – CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE GRAUTE ........................... 82
11
TABELA 37 – QUANTITATIVO TOTAL DE GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO ................................................................................................................ 82
TABELA 38 – QUANTITATIVO TOTAL DOS COMPONENTES DO GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO .............................................................................. 83
TABELA 39 – ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇO NOS SEIS BLOCOS ...... 84
TABELA 40 – QUANTITATIVO RESUMIDO DE BLOCOS DE CONCRETO POR PAVIMENTO ............................................................................................................. 85
TABELA 41 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X34 CM ............................................................................................................................. 87
TABELA 42 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X19 CM ............................................................................................................................. 88
TABELA 43 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X09X39 CM ............................................................................................................................. 89
TABELA 44 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X09X39 CM ............................................................................................................................. 89
TABELA 45 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE PARA REFORÇO COMPLEMENTAR .................................................................................................... 95
TABELA 46 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE GRAUTE ........... 95
TABELA 47 – CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE GRAUTE ........................... 98
TABELA 48 – QUANTITATIVO TOTAL DE GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO ................................................................................................................ 98
TABELA 49 – QUANTITATIVO TOTAL DOS COMPONENTES DO GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO .............................................................................. 99
TABELA 50 – ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇO NAS DUAS TORRES ..... 99
12
LISTA DE ABREVIATURAS
a/c – relação água/cimento
Cc – consumo de cimento
fa – resistência individual à compressão da argamassa
fam – resistência média à compressão da argamassa
fbk– resistência característica à compressão do bloco
fbk,est – resistência característica à compressão estimada da amostra de blocos
fbm – resistência média da amostra de blocos
fgk – resistência característica à compressão do graute
fk – resistência característica à compressão da alvenaria
fp – resistência à compressão individual de prisma
fpk – resistência característica à compressão de prisma
fpm – resistência média à compressão de prisma
fyk – resistência característica ao escoamento do aço
mea – massa específica da areia
meb – massa específica da brita
mec – massa específica do cimento
sd –desvio-padrão
γg – coeficiente de ponderação para combinações
γm - coeficiente de ponderação da resistência da alvenaria
13
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 15
1.1 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 16
1.2 OBJETIVOS .................................................................................................... 16
1.2.1 Objetivo Geral ........................................................................................ 16
1.2.2 Objetivos Específicos ............................................................................. 17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 18
2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL............................................................................ 18
2.1.1 Conceito ................................................................................................. 18
2.1.2 Breve Histórico ....................................................................................... 19
2.2 PROJETO E EXECUÇÃO DE ALVENARIA ESTRUTURAL ........................... 20
2.3 COMPONENTES DA ALVENARIA ................................................................. 27
2.3.1 Blocos Vazados de Concreto ................................................................. 27
2.3.2 Argamassa de Assentamento ................................................................ 34
2.3.3 Graute .................................................................................................... 36
2.3.4 Aço ......................................................................................................... 38
2.4 FATORES QUE INTERFEREM NA RESISTÊNCIA ........................................ 39
3 METODOLOGIA .............................................................................................. 44
3.1 ESCOLHA DOS ESTUDOS DE CASO ........................................................... 44
3.2 OBJETOS DE ENSAIO ................................................................................... 47
3.3 ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇOS .................................................. 49
4 ESTUDO DE CASOS ...................................................................................... 54
4.1 CASO 1 ........................................................................................................... 54
14
4.1.1 Descrição do problema .......................................................................... 54
4.1.2 Análise da não-conformidade ................................................................. 62
4.1.3 Solução .................................................................................................. 68
4.1.4 Custos .................................................................................................... 69
4.2 CASO 2 ........................................................................................................... 70
4.2.1 Descrição do problema .......................................................................... 70
4.2.2 Solução .................................................................................................. 76
4.2.3 Custos .................................................................................................... 81
4.3 CASO 3 ........................................................................................................... 85
4.3.1 Descrição do problema .......................................................................... 85
4.3.2 Solução .................................................................................................. 91
4.3.3 Custos .................................................................................................... 97
5 CONCLUSÃO ................................................................................................ 100
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 102
7 ANEXOS ....................................................................................................... 107
15
1 INTRODUÇÃO
A alvenaria estrutural foi um dos primeiros sistemas construtivos da história
(CAVALHEIRO, 1998) e vem se difundindo com grande intensidade e
competitividade nos últimos anos devido às inúmeras vantagens de sua aplicação.
As edificações de alvenaria estrutural são também conhecidas como autoportantes,
onde vigas e pilares de estruturas convencionais de concreto armado são
substituídos pela própria alvenaria.
Esse método construtivo é conhecido por ser um processo racionalizado,
onde se obtêm diminuição de custos de material e de mão-de-obra devido à redução
de etapas construtivas, resultando em menor tempo de execução. Antigamente eram
utilizados tijolos de cerâmica e alvenarias de pedras, porém atualmente prevalecem
os blocos cerâmicos ou blocos vazados de concreto, devido à extensa variedade de
dimensões e resistências disponíveis no mercado.
Segundo Coêlho (1998) devido à facilidade de construção e de obtenção
desses materiais é muito comum que a alvenaria estrutural seja executada de forma
irresponsável, por pessoas que não são profissionais da área, sem ao menos existir
um projeto estrutural e de modulação. Nestes casos o controle tecnológico não
ocorre, ocasionalmente motivado pelo desinteresse dos proprietários e construtores
ou também devido ao desconhecimento do processo. Para evitar esse tipo de
situação a ABNT regulamenta algumas normas para projeto e execução de alvenaria
estrutural, visando principalmente preservar a segurança dos usuários.
O controle tecnológico deve ser executado para todos os materiais que
constituem a alvenaria estrutural. Sendo assim, além dos blocos estruturais, o
graute, aço e argamassa de assentamento também devem ser inspecionados.
Conforme Helene e Terzian (1992), o controle tecnológico se dá em duas etapas: o
controle interno, que é realizado pelo fabricante desde o momento da produção, e o
controle de recebimento e aceitação, que é realizado por quem compra o material,
fiscalizando o produto adquirido e o processo de execução.
Recomenda-se que os ensaios de controle ocorram anteriormente à
aplicação, caso contrário, qualquer irregularidade que seja evidenciada irá acarretar
16
consequências, sejam essas a ocorrência de manifestações patológicas, diminuição
do coeficiente de segurança, necessidade de execução de reforços e até mesmo a
ruína ou colapso da estrutura.
1.1 JUSTIFICATIVA
A inexistência de pilares e vigas resulta em uma alvenaria que atua não só
como elemento de vedação, mas também como estrutura de suporte do edifício
(PRUDÊNCIO JR, OLIVEIRA E BEDIN, 2002). Além disso, atualmente percebe-se o
aumento do número de pavimentos e de solicitações em edifícios de alvenaria
estrutural. Por estes motivos é necessário ressaltar a importância da realização do
controle tecnológico que é fundamental na identificação de irregularidades de
materiais e de execução de serviços. Esse diagnóstico possibilita a tomada de ações
corretivas, ou seja, intervenções não previstas em projeto e orçamento, evitando que
ocorram danos às estruturas. Diante dessa situação, constata-se a necessidade de
um estudo sobre essas não conformidades e uma estimativa dos custos extras
decorrentes de reforços na estrutura.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho é apresentar três estudos de caso de
alvenaria estrutural que foram acompanhados em obra, onde os resultados obtidos
em ensaios de resistência à compressão foram inferiores aos exigidos em projeto e,
a partir deles, apresentar as causas e soluções para os problemas ocorridos.
17
1.2.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos são:
• Avaliar as causas das não-conformidades diagnosticadas nos ensaios
de resistência à compressão de materiais de alvenaria estrutural;
• Avaliar os impactos causados nas estruturas;
• Apresentar soluções corretivas necessárias.
18
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 ALVENARIA ESTRUTURAL
2.1.1 Conceito
A alvenaria estrutural é um sistema diferente das estruturas de concreto
armado convencionalmente aplicadas no Brasil, onde os blocos são usados apenas
para vedação vertical das edificações. Foi descrita por Franco (2004) como sendo
um processo construtivo que se caracteriza pelo uso de paredes como principal
estrutura de suporte do edifício. Este processo demanda o emprego de paredes
autoportantes e lajes e dispensa o uso de vigas e pilares. Para seu cálculo é
utilizado o método racional, tendo como objetivo uma alvenaria que não suporte
apenas o seu peso próprio, mas sim, conforme citou Cavalheiro (1998), que suporte
também o peso de toda a edificação e realize a correta distribuição de cargas.
Segundo Camacho (2006) a alvenaria estrutural pode ser basicamente
segmentada em:
• Alvenaria estrutural armada: blocos vazados que recebem reforço de
barras de aço (passivas) que são envolvidas através do preenchimento
com graute, visando absorver esforços atuantes previstos;
• Alvenaria estrutural não armada: além dos blocos, também são
empregadas barras de aço (passivas), porém não são consideradas no
cálculo, pois não tem o objetivo de resistir esforços atuantes, e sim evitar
pequenas manifestações patológicas;
• Alvenaria parcialmente armada: compreende-se de elementos armados
e não armados;
• Alvenaria estrutural protendida: tem o objetivo de absorver esforços de
compressão, e para isso, são empregados cabos de aço (armadura
ativa) reforçando a alvenaria de blocos.
19
Nem todas as paredes de uma edificação de alvenaria estrutural são
portantes. Elas se dividem em paredes resistentes e não resistentes. As resistentes
são àquelas que têm a função de resistir às cargas, diferentemente das paredes não
resistentes que suportam apenas o seu peso-próprio e frequentemente são
aplicadas para embutimento de prumadas hidráulicas.
2.1.2 Breve Histórico
O conceito de alvenaria estrutural consiste no método construtivo mais
antigo da humanidade sendo o principal até o inicio do século XX de acordo com
Prudência Júnior, Oliveira e Bedin (2002). No passado as edificações eram
construídas conforme conhecimento de experiências anteriores dos construtores,
conforme Cavalheiro (1998), levando-se em conta procedimentos exclusivamente
intuitivos. Devido à falta de conhecimento da resistência dos materiais na época, as
paredes das edificações eram em sua maioria constituídas de pedras e dispunham
de grandes espessuras com o intuito de aumentar sua capacidade portante.
Sousa (2003) apresentou diversos registros dos primórdios da alvenaria
estrutural. Entre eles pode-se citar o Coliseu (Roma), as Pirâmides de Gisé (Egito),
Muralhas da China e a Catedral de Milão (Itália). Outro exemplo, também citado pelo
autor, conhecido como um marco histórico que também foi projetado por métodos
empíricos é o Edifício Monadnock, construído em Chicago no ano de 1889,
composto por 16 pavimentos, onde as paredes do pavimento térreo foram
executadas com 1,80 metros de espessura com o intuito de suportar todo o
carregamento da edificação.
Segundo Hendry (2002), com o desenvolvimento do concreto armado, que
consistia em um sistema mais preciso e consequentemente mais econômico, a
alvenaria com função estrutural, que na época era superdimensionada devido aos
métodos de cálculo intuitivos, foi perdendo espaço no mercado.
A partir da década de 50 foram desenvolvidas pesquisas na América do
Norte e Europa possibilitando a criação de códigos de obras e novos métodos de
20
cálculo para a alvenaria estrutural, o que tornou o sistema novamente vantajoso em
relação à redução de custos (HENDRY, 2002). Por este motivo, a partir dos anos 80
a alvenaria estrutural voltou a chamar a atenção de construtoras no Brasil sendo
aplicada em larga escala na construção de conjuntos habitacionais populares.
Existiu certo preconceito por parte da população em relação a esse processo
construtivo por ser considerado para população de baixa classe econômica,
conforme citou Coêlho (1998), além de restringir a possibilidade de reformas por
impossibilitar a quebra de paredes. Atualmente o desenvolvimento de normas, a
maior confiabilidade dos materiais e o sucesso em relação à segurança e conforto
de edificações de alvenaria estrutural vêm ampliando sua aceitação.
2.2 PROJETO E EXECUÇÃO DE ALVENARIA ESTRUTURAL
A Associação Brasileira de Normas Técnicas regulamenta o projeto e a
execução de obras de alvenaria estrutural em blocos de concreto.
A NBR 15961-1:2011 especifica requisitos mínimos para a elaboração do
projeto. A estrutura e o projeto devem atender os seguintes critérios referentes à
qualidade:
• Suportar as diversas ações e influências ambientais que causem efeitos
significativos na edificação, desde a fase de construção até a final da
sua vida útil;
• Aptidão para receber esforços de ações excepcionais e os danos não
devem ser desproporcionais à sua causa;
• O sistema estrutural estabelecido atenda a função desejada para a
edificação;
• Exista o dimensionamento e verificação de todos os elementos
estruturais da construção;
• O projetista especifique os materiais que devem ser utilizados conforme
o dimensionamento;
• Realizar procedimentos de controle para projeto.
21
Os projetos devem ser expressos por meio de desenho técnico contendo
plantas das fiadas pares, ímpares e fiadas diferenciadas, além da elevação de todas
as paredes. Devem ser apresentados todos os detalhes referentes às posições dos
blocos de dimensões diferenciadas, às amarrações entre paredes, à localização de
pontos que receberão reforço de aço e graute e ao posicionamento de juntas.
Além da representação gráfica citada anteriormente, a NBR 15961-1:2011
regulamenta que os projetos devem conter as seguintes especificações:
• Resistência característica à compressão de prismas e graute;
• Classes ou faixas de resistência média à compressão das argamassas
de assentamento;
• Categoria, classe e bitola das armaduras.
As resistências à compressão dos blocos podem ser sugeridas de modo que
sejam respeitadas as resistências mínimas dos prismas.
Referente ao cálculo das estruturas de alvenaria estrutural, a NBR 15961-
1:2011 estabelece a utilização de um coeficiente de ponderação da resistência da
alvenaria conhecido como γm. Para a verificação do estado-limite último (ELU), a
TABELA 1 apresenta os valores de γm. Para a verificação do estado-limite de serviço
(ELS) γm é constante e igual a 1,0.
TABELA 1 – COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO DE RESISTÊNCIA - ELU
Combinações Alvenaria Graute Aço Normais 2,0 2,0 1,15
Especiais ou de construção 1,5 1,5 1,15 Excepcionais 1,5 1,5 1,0
FONTE: ABNT NBR 15961-1:2011.
Além do coeficiente de ponderação aplicado à resistência, a NBR 15961-
1:2011 também dispõe de coeficientes de ponderação para ações atuantes na
estrutura. A TABELA 2 apresenta os coeficientes aplicados ao estado-limite último,
para combinações normais.
22
TABELA 2 – COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO PARA COMBINAÇÕES NORMAIS DE AÇÕES
Categoria da ação
Tipo de estrutura Efeito
Desfavorável Favorável
Permanentes Edificações Tipo 1¹ e pontes em geral 1,35 0,9
Edificações Tipo 2² 1,4 0,9
Variáveis Edificações Tipo 1¹ e pontes em geral 1,5 -
Edificações Tipo 2² 1,4 - ¹ Edificações Tipo 1 são aquelas em que as cargas acidentais superam 5 KN/m². ² Edificações Tipo 2 são aquelas em que as cargas acidentais não superam 5 KN/m².
FONTE: ABNT NBR 15961-1:2011.
Segundo a NBR 15961-1:2011 a resistência característica à compressão da
alvenaria pode ser estimada em 70% da resistência característica à compressão de
prisma, conforme descrito na Equação 1.
�� � 0,7��� (Equação 1)
Onde:
fk = resistência característica à compressão da alvenaria;
fpk = resistência característica à compressão de prisma.
A partir do cálculo da resistência do prisma determina-se a resistência de
bloco, e só depois as resistências de argamassa e graute. Como a ABNT não
especifica nenhuma relação entre as resistências dos componentes da alvenaria, os
engenheiros civis, como por exemplo, Faria (2011), Parsekian (2012) e Conte
(2016), utilizam relações para projeto de acordo com estudos experimentais, que
são apresentadas nas Equações 2 a 5.
��� � 1,25��� 1,7��� (Equação 2)
23
ou
��� � 0,6��� 0,8��� (Equação 3)
� � � 2 3� ��� (Equação 4)
��� � 2��� (Equação 5)
Onde:
fam – resistência média à compressão da argamassa;
fbk– resistência característica à compressão do bloco;
fgk – resistência característica à compressão do graute;
fpk – resistência característica à compressão de prisma.
Parsekian (2012) desenvolveu outras relações pouco distintas das citadas
anteriormente e propôs uma padronização de resistências para argamassas e
grautes em função das resistências dos blocos e prismas. As resistências podem ser
observadas na TABELA 3 e se tratam apenas de indicação, portanto devem ser
verificadas por meio de ensaios.
24
TABELA 3 – PADRONIZAÇÃO DE RESISTÊNCIAS PARA ALVENARIA ESTRUTURAL
fbk (MPa) fam (MPa) fgk (MPa) fpk/fbk (MPa) fpk (MPa) 3,0 4,0 15,0 0,80 2,40 4,0 4,0 15,0 0,80 3,20 6,0 6,0 15,0 0,80 4,80 8,0 6,0 20,0 0,80 6,40
10,0 8,0 20,0 0,75 7,50 12,0 8,0 25,0 0,75 9,00 14,0 12,0 25,0 0,70 9,80 16,0 12,0 30,0 0,70 11,20 18,0 14,0 30,0 0,70 12,60 20,0 14,0 30,0 0,70 14,00
Onde: fbk = resistência característica à compressão do bloco; fam = resistência média à compressão da argamassa; fgk = resistência característica à compressão do graute; fpk = resistência característica à compressão do prisma oco. * Blocos com 14 cm de espessura.
FONTE: ADAPTADO DE PARSEKIAN (2012).
A NBR 15961-2:2011 apresenta requisitos referentes ao controle e à
execução de obras de mesma especificação que a NBR 15961-1:2011. A primeira
exigência apresentada trata-se do Plano de controle da qualidade, sendo exigido
que existam delegações de responsáveis pela execução desse controle,
possibilitando o registro, arquivamento e tratamento de não conformidades
ocorridas. Este plano engloba diversas questões que devem ser controladas,
podendo-se citar como principais:
• Controle visual dos materiais componentes da alvenaria: blocos de
concreto, argamassa de assentamento e graute;
• Controle de resistência à compressão dos materiais acima citados;
• Controle de execução de grauteamento;
• Controle da aceitação da alvenaria executada.
Ainda segundo Parsekian (2012), para a aceitação da alvenaria é necessário
fazer a avaliação dos ensaios e do serviço executado. Caso exista alguma não
conformidade, devem ocorrer os seguintes procedimentos:
25
• Revisão do projeto, avaliando se os itens em desacordo podem ser
aceitos;
• Caso sejam aceitos, determinar as restrições de uso geradas na
estrutura;
• Caso não sejam aceitos, providenciar projetos de reforço;
• Caso o reforço não seja possível ou não seja viável, optar pela demolição
da alvenaria, em sua totalidade ou não.
Reforços em alvenaria estrutural consistem em procedimentos executados
com o objetivo de devolver à estrutura sua capacidade original de projeto, que foi
prejudicada por motivos diversos. Também conhecido por reabilitação estrutural,
esses reforços são usualmente executados com grauteamento vertical no interior
dos alvéolos de blocos, fazendo com que essas parcelas de parede se comportem
como pilares. Existem outros diversos métodos, que por serem menos freqüentes
não serão tratados no presente trabalho, dos quais podemos citar a aplicação de
revestimento de argamassa armada, reforços externos metálicos, aplicação de
compósitos poliméricos e protensão.
Com o grauteamento da alvenaria a área resistente aumenta e,
consequentemente, a resistência do conjunto sofre aumento significativo. Como
atualmente as estruturas de alvenaria estrutural são calculadas em relação à área
bruta, os grautes são considerados elementos com elevada eficiência no reforço de
estruturas. De acordo com Drysdale (1993) prismas cheios raramente resultam em
fpk não-satisfatórios.
De acordo com pesquisas desenvolvidas por autores como Hamid e
Drysdale (1979) e Scrivener e Baker (1988) prismas grauteados apresentam fpk
inferior a prismas ocos com relação à área líquida (área média da seção
descontando a área dos alvéolos), afirmação contrariada por Calçada (1998). De
acordo com seus experimentos, Calçada (1998) também concluiu que com o
aumento do fgk do graute de reforço, a influência da resistência do bloco sobre os
prismas diminui.
Logullo (2006) realizou um estudo para determinar a influência do reforço em
graute e da taxa de armadura na compressão da alvenaria com blocos de concreto.
O experimento consistiu na aplicação de blocos de concreto e graute, com dois
26
valores diferentes de fbk e dois de fgk, na confecção de prismas com três fiadas de
altura, que foram ensaiados ocos e cheios. Para a determinação da influência do
aço, foram também ensaiados prismas e paredes com diferentes taxas de armadura.
Foram constatados aumentos expressivos de resistência em prismas cheios, quando
comparados aos prismas ocos. Os prismas moldados com blocos de maior fbk
apresentaram aumento de 50% de fpk de prismas grauteados com relação aos
prismas ocos. No entanto, quando houve a inserção de barras de aço não houve
acréscimo significativo de resistência à compressão. O mesmo ocorreu com o
aumento do fgk, que variou de 17 MPa para 30 MPa, fenômeno que já havia sido
comprovado por Fahmy e Ghoneim (1995), ilustrado na FIGURA 1. Em relação às
paredes, a inserção de graute resultou em um aumento médio de 80% de resistência
à compressão quando comparadas a paredes vazias.
FIGURA 1 – INFLUÊNCIA DA RESISTÊNCIA DO GRAUTE NA RESISTÊNCIA DE PRISMA FONTE: FAHMY e GHONEIM (1995).
Parsekian (2012) propôs um quadro comparativo de cargas máximas para
paredes com altura de 2,8 m grauteadas e não grauteadas, que variam conforme as
resistências expostas na TABELA 3. Por questão de simplificação elas são
apresentadas na TABELA 4 variando apenas em função de fpk (para obtenção das
resistências dos componentes, consultar TABELA 3).
27
TABELA 4 – QUADRO COMPARATIVO DE CARGAS MÁXIMAS DE PAREDES
fpk (MPa)
Carga máxima (KN/m) para h=2,8 m’’
Sem graute, argamassa em toda a face do
bloco
Sem graute, argamassa
lateral
Com graute em todos os furos
Com graute a cada dois furos
2,4 74 59 147 110 3,2 98 78 196 147 4,8 147 118 257 202 6,4 196 157 343 270 7,5 230 184 402 316 9,0 276 221 441 358 9,8 300 240 480 390
11,2 343 274 549 446 12,6 386 309 617 502 14,0 429 343 686 557
FONTE: ADAPTADO DE PARSEKIAN (2012).
2.3 COMPONENTES DA ALVENARIA
2.3.1 Blocos Vazados de Concreto
Os blocos de concreto (FIGURA 2) utilizados devem seguir as
determinações apresentadas na NBR 6136:2014. Um dos requisitos tratados refere-
se às dimensões dos blocos, que são diferenciadas em três tipologias:
• Dimensões modulares: dimensões externas que atendem as medidas do
módulo básico M = 100 mm (NBR 15873:2010);
• Dimensões nominais: dimensões especificadas pelo fabricante (TABELA
5);
• Dimensões reais: dimensão efetiva.
28
FIGURA 2 – BLOCOS DE CONCRETO FONTE: COPEL PRÉ-MOLDADOS EM CONCRETO (2013).
TABELA 5 – DIMENSÕES NOMINAIS DE BLOCOS VAZADOS DE CONCRETO
Família 20 x 40
15 x 40
15 x 30
12,5 x 40
12,5 x 25
12,5 x 37,5
10 x 40
10 x 30
7,5 x 40
Med
ida
No
min
al (
mm
)
Largura 190 140 115 90 65
Altura 190 190 190 190 190 190 190 190 190
Co
mp
rim
ento
Inteiro 390 390 290 390 240 240 390 290 390
Meio 190 190 140 190 115 - 190 140 190
2/3 - - - - - 240 - 190 -
1/3 - - - - - 115 - 90 -
Amarração "L" - 340 - - - - - - -
Amarração "T" - 540 440 - 365 - - 290 - Compensador
A 90 90 - 90 - - 90 - 90
Compensador B 40 40 - 40 - - 40 - 40
Canaleta inteira 390 390 290 390 240 365 390 290 -
Meia canaleta 190 190 140 190 115 - 190 140 -
NOTA 1: As tolerâncias permitidas nas dimensões dos blocos indicados nesta tabela são de ± 2,0 mm para a largura e ± 3,0 mm para a altura e para o comprimento. NOTA 2: Os componentes das famílias de blocos de concreto têm sua modulação determinada de acordo com a ABNT NBR 15873. NOTA 3: As dimensões da canaleta J devem ser definidas mediante acordo entre o fornecedor e o comprador, em função do projeto.
FONTE: ABNT NBR 6136:2014.
29
Além da dimensão, a NBR 6136:2014 também diferencia os blocos em
classes segundo seu uso. Blocos de concreto de Classe A são indicados para
aplicação no nível do solo e blocos de Classe C podem ser utilizados apenas em
edificações de até cinco pavimentos, dependendo de sua largura. Para outras
edificações é indicado o uso de blocos Classe B. Com essas determinações a norma
estabelece as espessuras mínimas das paredes longitudinais e transversais,
apresentadas na TABELA 6 e diferenciadas na FIGURA 3, sendo tolerada uma
variação de 1,0 mm para cada valor.
TABELA 6 – ESPECIFICAÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PAREDES DE BLOCOS
Classe Largura nominal (mm)
Paredes longitudinais¹
(mm)
Paredes transversais
Paredes¹ (mm) Espessura
equivalente² (mm)
A 190 32 25 188 140 25 25 188
B 190 32 25 188 140 25 25 188
C
190 18 18 135 140 18 18 135 115 18 18 135 90 18 18 135 65 15 15 113
¹ Média das medidas das paredes tomadas no ponto mais estreito. ² Soma das espessuras de todas as paredes transversais aos blocos (em milímetros), dividida pelo comprimento nominal do bloco (em metros).
FONTE: ABNT NBR 6136:2014.
30
FIGURA 3 – DIFERENCIAÇÃO DE PAREDES DE BLOCOS DE CONCRETO FONTE: ADAPTADO DE GAI (2014).
Outro fator tratado na NBR 6136:2014 é a resistência das unidades. A
TABELA 7 apresenta as exigências para resistência característica à compressão
conforme a classe do bloco.
TABELA 7 – REQUISITOS PARA RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA À COMPRESSÃO
Classificação Classe Resistência característica à compressão axial¹ MPa
Com função estrutural A fbk ≥ 8,0
B 4,0 ≤ fbk < 8,0
Com ou sem função estrutural C fbk ≥ 3,0
¹ Resistência característica à compressão axial obtida aos 28 dias.
FONTE: ADAPTADO DE ABNT NBR 6136:2014.
Ainda segundo a NBR 6136:2014, a constituição dos lotes de blocos fica a
critério do fabricante, contanto que sejam atendidas as seguintes condições:
PAREDE TRANSVERSAL
PAREDE LONGITUDINAL
31
• Cada lote deve ser constituído por blocos de mesmas características e
produzidos sob as mesmas condições, sendo obrigatório o fornecimento
de informações como: a data de fabricação, identificação do lote, fbk,
dimensões e classe;
• A quantidade de blocos por lote é limitada a quarenta mil unidades, o
que corresponde a um dia de produção.
Os blocos devem atender às características físico-mecânicas na data de
entrega ou transcorridos 28 dias desde a data da produção, podendo essa data ser
após a entrega, ficando a critério do consumidor a aceitação.
O cliente deve realizar a inspeção do material, sendo responsável por
verificar se os blocos satisfazem as condições requeridas, coletar amostras
aleatórias de quantidades especificadas na TABELA 8 e identificá-las para posterior
envio a um laboratório que efetuará os ensaios necessários. É exigido que sejam
ensaiados apenas os blocos de dimensões predominantes na estrutura, sendo que
ensaios de blocos de outras dimensões ficam a critério do consumidor.
TABELA 8 – TAMANHO DA AMOSTRA DE BLOCOS PARA ENSAIO
Quantidade de blocos do lote
Quantidade de blocos da amostra
Quantidade mínima de blocos para
ensaio dimensional e resistência à
compressão axial
Quantidade de blocos para ensaios de absorção e área líquida
Prova Contraprova Critério
1¹ Critério 2²
Até 5.000 7 ou 9 7 ou 9 6 4 3
5.001 a 10.000 8 ou 11 8 ou 11 8 5 3
Acima de 10.000 9 ou 13 9 ou 13 10 6 3
¹ Valor do desvio-padrão da fábrica não conhecido
² Valor do desvio-padrão da fábrica conhecido
FONTE: ADAPTADO DE ABNT NBR 6136:2014.
32
O valor estimado da resistência característica à compressão do bloco pode
ser determinado de duas maneiras segundo a NBR 6136:2014. A primeira delas é
para o caso onde o valor do desvio-padrão da fábrica não é conhecido, então se
aplica a Equação 6.
���, ��� � 2. ������������� ����!"��!"� # $ ��% (Equação 6)
Onde:
% � & 2� , se n for par;
% � �& $ 1�2� , se n for ímpar;
fbk,est = resistência característica à compressão estimada da amostra de
blocos.
O valor de n refere-se ao tamanho da amostra e fb(i) são os valores de
resistência à compressão dos corpos de prova da amostra obtidos através de
ensaio, ordenados crescentemente. Para este caso, o fbk,est não pode ser inferior ao
valor do produto da menor resistência de corpo de prova da amostra pelo coeficiente
Ψ apresentado na TABELA 9.
TABELA 9 – VALORES DE Ψ CONFORME O TAMANHO DA AMOSTRA
Quantidade de blocos 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18
Ψ 0,89 0,91 0,93 0,94 0,96 0,97 0,98 0,99 1 1,01 1,02 1,04
FONTE: ADAPTADO DE ABNT NBR 6136:2014.
33
Para o segundo caso o valor do desvio-padrão da fábrica é conhecido e o
fbk,est é determinado conforme a Equação 7. O fabricante deve considerar no mínimo
as resistências de trinta corpos de prova de cada faixa de resistência para o cálculo
do desvio-padrão.
���, ��� � ��� $ 1,65. �' (Equação 7)
Onde:
fbk,est = resistência característica à compressão estimada da amostra de
blocos;
fbm = resistência média da amostra de blocos;
sd = desvio padrão.
Após determinado o tamanho da amostra, os blocos de concreto devem ser
ensaiados conforme a NBR 12118:2014 que define a execução dos ensaios de
análise dimensional, absorção de água e área líquida, retração por secagem e
resistência à compressão. Como os estudos de caso apresentam apenas ensaios de
resistência à compressão, os outros não serão descritos.
O ensaio de resistência à compressão consiste na aplicação de uma carga
na mesma direção e sentido do esforço que o bloco deverá suportar na estrutura.
Blocos de concreto possuem diferentes espessuras de paredes nas suas
extremidades e a NBR 12118:2014 determina que no momento do ensaio o bloco
deve ser posicionado de maneira que a parede de maior espessura esteja localizada
na parte superior, da mesma forma que é realizado na obra pelo fato de facilitar a
aplicação da argamassa de assentamento. O carregamento do corpo de prova é
controlado e a tensão aplicada deve ter aumento progressivo. Os limites de
velocidade de carregamento são de (0,05 ± 0,01) MPa/s para blocos com resistência
característica inferior à 8 MPa e (0,15 ± 0,03) MPa/s para os blocos das demais
34
resistências. O resultado do ensaio deve ser calculado conforme a Equação 7
apresentada anteriormente e regulamentada pela NBR 6136:2014.
2.3.2 Argamassa de Assentamento
A argamassa para assentamento é um elemento de essencial importância
na alvenaria estrutural. Parsekian e Soares (2010) recomendam a utilização de
argamassas mistas, compostas por cimento, cal e areia. Argamassas compostas
apenas por cimento e areia são conhecidas como argamassas fortes, que possuem
boa resistência, mas também alta rigidez, e por este motivo não absorvem pequenas
deformações. Essa propriedade acarreta maiores tensões, o que provoca o
surgimento de fissuras na argamassa de assentamento. Argamassas de apenas cal
e areia possuem baixas resistência e aderência, o que prejudica a resistência do
conjunto. Por este motivo recomenda-se o emprego da cal e do cimento
simultaneamente. Segundo Parsekian (2012), argamassas de assentamento para
alvenaria estrutural devem apresentar no mínimo 4,0 MPa.
De acordo com a NBR 13281:2005 a argamassa pode ser classificada por
resistência, densidade, coeficiente de capilaridade e retenção de água. Será descrita
exclusivamente a classificação quanto à resistência, TABELA 10, devido aos
estudos de casos apresentarem apenas o ensaio de resistência à compressão. Para
algumas resistências a argamassa pode se configurar em duas classes.
TABELA 10 – CLASSIFICAÇÃO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE ARGAMASSA
Classe Resistência à compressão (MPa) P1 ≤ 2,0 P2 1,5 a 3,0 P3 2,5 a 4,5 P4 4,0 a 6,5 P5 5,5 a 9,0 P6 > 8,0
FONTE: ADAPTADO DE ABNT NBR 13281:2005.
35
A determinação da resistência à compressão da argamassa de
assentamento de paredes é realizada de acordo com os procedimentos da NBR
13279:2005 ou conforme o Anexo D da NBR 15961-2:2011. A NBR 13276:2016
estabelece o padrão da preparação dos corpos de prova que serão futuramente
rompidos. A resistência de cada corpo de prova é calculada conforme a Equação 8.
O resultado do ensaio é dado pela resistência média (média entre as resistências
dos seis corpos de prova rompidos).
� � ()�*++ (Equação 8)
Onde:
fa = resistência individual à compressão da argamassa;
Fc = carga máxima aplicada no corpo de prova.
Caso o desvio absoluto máximo resulte em um valor superior à 0,5 MPa a
média deve ser calculada novamente, desconsiderando o maior valor discrepante de
resistência entre as amostras. Assim, calcula-se uma nova resistência média. O
resultado só é considerado caso a média seja composta por resultados de dois
corpos-de-prova, caso contrário o ensaio deve ser realizado novamente.
Segundo a NBR 15961-1:2011 a resistência à compressão da argamassa de
assentamento deve respeitar um valor máximo de 0,7 da resistência característica
especificada para a área líquida do bloco de concreto (área média da seção
descontando a área dos alvéolos).
Com relação aos fatores construtivos, a argamassa de assentamento deve
ser executada com espessura aproximada de 10 mm ± 3 mm, de acordo com o
procedimento padronizado da construtora e com a NBR 15961-2:2011. Apenas a
espessura da argamassa para assentamento da primeira fiada é diferente, podendo
variar entre 5 e 20 mm. As considerações podem ser observadas na FIGURA 4.
36
FIGURA 4 – ESPESSURAS PARA JUNTA DE ASSENTAMENTO FONTE: ABNT NBR 15961-2:2011.
2.3.3 Graute
Outro fator a ser analisado em alvenaria estrutural é o graute (FIGURA 5). O
graute é um concreto muito fluído recomendado para o preenchimento de vazios da
alvenaria, visando maior interação dos blocos com a armadura, a fim de
potencializar a capacidade estrutural da edificação.
FIGURA 5 – GRAUTE APLICADO EM ALVENARIA FONTE: NTC BRASIL (2005).
37
Ele possui altas resistências iniciais e finais, além de expansão controlada.
Seus requisitos de preparo, controle, recebimento e aceitação são determinados na
NBR 12655:2015. A resistência à compressão mínima recomendada para uso é 15
MPa. A sua resistência à compressão é determinada por ensaio de corpos-de-prova
cilíndricos que devem ser submetidos a um carregamento com velocidade de (0,45 ±
0,15) MPa/s exercido por uma prensa segundo as diretrizes na NBR 5739:2007.
De acordo com a NBR 15961-2:2011, o graute não deve possuir retração
significativa, de modo que não ocorra seu descolamento dos blocos. A norma
também estabelece que a dimensão máxima do agregado deve ser de 10 mm ou 20
mm, quando o cobrimento da armadura for de 15 mm ou 25 mm, respectivamente.
É permitida a adição de cal, contanto que seu teor seja inferior a 10% em volume em
relação ao cimento.
A consistência fluída é uma característica importante para que ocorra o
completo preenchimento dos furos e para que seja dispensada a execução do
adensamento devido à limitação de espaço de aplicação. A NBR NM 67:1998
apresenta o método de determinação da consistência através do abatimento do
tronco de cone, ensaio também conhecido por slump test. Basicamente o ensaio
consiste na colocação de uma amostra de concreto/graute em um tronco de cone
colocado sobre uma placa metálica. O material é inserido em três camadas e cada
uma sofre a aplicação de 25 golpes uniformemente distribuídos. Então retira-se o
cone içando-o na direção vertical, em seguida posicionado-o invertido ao lado do
corpo de prova. O abatimento é determinado pela diferença entre a altura do molde
em forma de tronco de cone e a altura média do corpo de prova. A TABELA 11
apresenta as classes de consistência estabelecidas na ANBT NBR 8953:2015
conforme sua aplicação.
38
TABELA 11 – CLASSES DE CONCRETO E GRAUTE CONFORME ABATIMENTO E APLICAÇÃO
Classe Abatimento
(mm) Aplicações Típicas
S10 10 ≤ A < 50 Concreto extrusado, vibroprensado ou centrifugado
S50 50 ≤ A < 100 Alguns tipos de pavimentos e de elementos de fundações
S100 100 ≤ A < 160 Elementos estruturais com lançamento convencional do concreto
S160 160 ≤ A < 220 Elementos estruturais com lançamento bombeado do concreto
S220 ≥ 220 Elementos estruturais esbeltos ou com alta densidade de armaduras
FONTE: ABNT NBR 8953:2015.
Sabendo-se que alvéolos de blocos de alvenaria estrutural são espaços
confinados e podem ser considerados elementos esbeltos, conclui-se que o
abatimento do graute para uso em alvenaria estrutural deve ser superior a 220 mm.
Além da NBR 8953:2015, Prudêncio Júnior, Oliveira e Bedin (2002) também
sugerem um abatimento de 200 mm, porém estabelecendo uma margem de ± 30
mm, caracterizando um material muito fluído.
Existe um segundo método normalizado pela NBR NM 68:1998 para a
determinação da consistência que é avaliada pelo espalhamento na mesa de Graff.
Devido aos estudos de casos que serão apresentados optarem pelo ensaio
conforme a NBR 67:1998, este segundo método não será detalhado.
2.3.4 Aço
O aço utilizado nas estruturas de alvenaria armada e parcialmente armada é
normalizado pela NBR 7480:2007. O material é classificado conforme seu valor
característico de resistência ao escoamento, possuindo três categorias: CA-25, CA-
50 e CA-60. Para a alvenaria estrutural são empregados apenas aços com fyk igual a
500 MPa, ou seja CA-50. O fornecimento dessa categoria de aço é realizado por
39
meio de barras nervuradas com doze metros de comprimento, havendo uma
tolerância de ± 1% especificada em norma.
A TABELA 12 apresenta os valores de massa nominal do aço CA-50
conforme varia o valor do diâmetro das barras, limitando-se a 25 mm devido à
imposição de norma (NBR 15961-1:2011).
TABELA 12 – CARACTERÍSTICAS DAS BARRAS DE AÇO CA-50
Diâmetro nominal (mm) Massa nominal (kg/m) 6,3 0,245 8,0 0,395
10,0 0,617 12,5 0,963 16,0 1,578 20,0 2,466 22,0 2,984 25,0 3,853
FONTE: ADAPTADO DE ABNT NBR 7480:2007.
A NBR 15961-1:2011 dispõe que armaduras envolvidas por graute devem
possuir um cobrimento mínimo de 15 mm, considerando-se apenas o graute. A
armadura deve apresentar área igual ou inferior à 8% da área da seção do graute
que a envolve.
2.4 FATORES QUE INTERFEREM NA RESISTÊNCIA
A resistência à compressão dos componentes da alvenaria não são os
únicos fatores que influenciam a resistência final de paredes, pequenas paredes ou
prismas. Ela pode ser afetada tanto pelas resistências dos seus elementos
constituintes (blocos e argamassa) e espessura da junta de assentamento, quanto
por fatores construtivos. Segundo Camacho (2006), os blocos, apesar de não
possuírem resistência correspondente à da alvenaria, são os que mais influenciam
40
na sua resistência final. Para o cálculo da resistência da parede considera-se um
fator de eficiência que varia em função do material do bloco, conforme observa-se
na TABELA 13, onde tijolos são aplicados em alvenaria não estrutural e blocos para
alvenaria autoportante.
TABELA 13 – FATOR DE EFICIÊNCIA DA ALVENARIA
Unidade do Material da Alvenaria Fator de Eficiência Tijolo cerâmico 18 a 30%
Tijolo de concreto 60 a 90% Bloco cerâmico 15 a 40%
Bloco de concreto 50 a 100%
FONTE: CAMACHO (2006).
Segundo Hendry (1989) podem ser citados diversos prováveis fatores que
influenciam negativamente na resistência, que são:
• Falhas na mistura e/ou dosagem da argamassa;
• Coeficiente de absorção dos blocos não compatível com a argamassa,
promovendo má ligação entre os mesmos;
• Falha no processo construtivo, acarretando desaprumo, falta de
alinhamento e nível;
• Falhas na execução das juntas de assentamento;
• Perturbação dos blocos após o assentamento.
Silva (2007) ainda citou em sua dissertação de mestrado que os fatores
impactantes na resistência da alvenaria são divididos da seguinte maneira:
• Blocos: resistência, geometria e coeficiente de absorção;
• Argamassa: resistência, espessura da junta e capacidade de retenção de
água;
• Relação entre a rigidez dos materiais;
• Esbeltez.
41
Steil (2003) desenvolveu um trabalho para determinar o efeito da geometria
de blocos de concreto e do tipo de argamassa de assentamento no desempenho à
compressão de prismas experimentais. Os prismas estudados eram compostos por
três blocos de concreto alinhados na vertical para evitar que ocorresse o efeito de
confinamento dos pratos da prensa. Com o desenvolvimento do trabalho o autor
concluiu que fatores como capacidade de retenção de água e de aderência afetam
diretamente os valores de resistência à compressão de prismas. Além disso,
concluiu que prismas moldados com argamassa industrializada apresentaram
resistências à compressão inferiores aos prismas moldados com argamassa mista,
devido às diferentes propriedades já citadas.
Conforme afirmaram Ramalho e Corrêa (2003), com relação à argamassa,
as juntas de assentamento não devem possuir espessura muito baixa, pois devido
às falhas de geometria, pode ocorrer o encontro dos blocos acarretando o aumento
de tensões neste ponto. Por outro lado, a elevada espessura da junta de argamassa
provoca redução do fpk de prismas ocos, e consequentemente a redução da
resistência à compressão da alvenaria, conforme Drysdale (1993) (FIGURA 6),
Khalaf (1996) e Moreno Jr. e Albuquerque (2002).
42
FIGURA 6 – INFLUENCIA DA ESPESSURA DA JUNTA DE ARGAMASSA NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS FONTE: ADAPTADO DE DRYSDALE (1993).
Juste e Corrêa (2005) concluíram em seu artigo que a absorção inicial do
bloco é um fator muito importante, pois absorve a água em excesso da argamassa
e, portanto, diminui a relação água/cimento, acarretando no aumento da resistência.
Porém, a capacidade de absorção não deve ser muito alta de modo que não retire a
água necessária para o amassamento da argamassa. Afirmou também, que as
argamassas industrializadas possuem diferentes propriedades das argamassas não
industrializadas e dispõem de menor capacidade de aderência, dificultando a ligação
bloco/argamassa.
Outro fator importante que também possui influência sobre a resistência à
compressão da alvenaria é a zona de ligação entre a argamassa e a unidade.
Solórzano e Sabbatinni (1996) desenvolveram um experimento onde eram
ensaiados prismas à flexão, moldados com quatro blocos de concreto de altura, e
pequenas paredes à compressão, com dois blocos de comprimento e três de altura.
Com relação aos ensaios de resistência à compressão, os autores concluíram que
os resultados que apresentaram maiores resistências à compressão foram devidos
aos blocos que possuíam uma considerável absorção inicial, mas não muito
43
elevada. Concluíram também que a aderência entre a argamassa e o bloco produziu
resultados satisfatórios para argamassas com maior consumo de cimento.
Segundo Camacho (2006), a qualidade da mão-de-obra tem grande
interferência na resistência final da alvenaria. Para evitar que ocorram desvios que
acarretem prejuízos devem ser controlados itens como argamassa, juntas,
assentamento e prumo.
De acordo com Faria (2011) o desempenho da parede é influenciado, além
dos fatores já citados anteriormente, pela qualidade e modo de aplicação do graute.
Recomenda o abatimento de 20 a 28 cm e uma relação a/c de 0,8 a 1,1 para grautes
aplicados à alvenaria estrutural.
44
3 METODOLOGIA
Para a realização do presente estudo, este trabalho baseou-se nas diretrizes
das normas apresentadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas.
A revisão bibliográfica foi consultada predominantemente por meio digital. As
publicações atualizadas sobre o assunto correspondem a dissertações de mestrado,
artigos e pesquisas de alunos e professores universitários. O acesso foi realizado
por meio de repositórios digitais disponibilizados por universidades brasileiras,
principalmente localizadas em São Paulo, Santa Catarina e Minas Gerais. Poucos
são os autores de livros de alvenaria estrutural que possuem o conteúdo atualizado
e correspondente à norma em vigor.
3.1 ESCOLHA DOS ESTUDOS DE CASO
Os estudos de caso consistem na análise das não-conformidades
detectadas a partir da execução do controle tecnológico realizado em três obras
localizadas no município de Curitiba, Paraná. A amostragem, registros de
documentos, análise de resultados, contato com Engenheiros Civis projetistas e o
acompanhamento dos procedimentos dos estudos de caso foram de
responsabilidade da autora durante todo o seu processo nas obras. Para a
realização do controle em obra, foram considerados os Procedimentos de Execução
de Serviço disponibilizados pela construtora e os ensaios foram executados por
laboratório especializado.
Os procedimentos que possibilitaram a identificação das irregularidades
tratadas nos estudos de caso foram realizados conforme indicado a seguir:
1) Ensaio de resistência à compressão de blocos de concreto estruturais da
dimensão principal (14x19x39 cm):
• Amostragem de 6 unidades para cada 4.000 blocos utilizados, por faixa de
resistência;
45
• Executado para todas as faixas de resistência;
• A execução da alvenaria dos pavimentos só foi liberada após aprovação dos
resultados dos ensaios.
2) Ensaio de resistência à compressão de blocos de concreto estruturais de
outras dimensões complementares:
• Amostragem de 6 unidades para cada 4.000 blocos utilizados, por faixa de
resistência;
• Executado para todas as faixas de resistência;
• A alvenaria dos pavimentos foi executada antes dos resultados dos ensaios
serem disponibilizados.
3) Ensaio de resistência à compressão de argamassa:
• Amostragem de 6 corpos de prova cúbicos de dimensões 04x04x04 cm, por
faixa de resistência;
• Executado para todas as faixas de resistência com fam igual ou superior à 8,0
MPa;
• Rompimento aos 28 dias;
• A alvenaria dos pavimentos foi executada antes dos resultados dos ensaios
serem disponibilizados.
4) Ensaio de resistência à compressão de prisma oco:
• Amostragem de 6 prismas ocos como prova e 6 como contra-prova, por faixa
de resistência;
• Prismas ocos constituídos por 2 blocos de concreto de dimensão 14x19x39
cm assentados com argamassa;
• Executado para todas as faixas de resistência com fbk igual ou superior à 8,0
MPa;
46
• Moldados em laboratório para evitar que os corpos de prova fossem
prejudicados durante o transporte;
• Rompimento aos 28 dias;
• A alvenaria dos pavimentos foi executada antes dos resultados dos ensaios
serem disponibilizados.
5) Ensaio de resistência à compressão de graute:
• Amostragem de 6 corpos de prova de diâmetro de 10 cm e altura de 20 cm;
• Executado para todas as faixas de resistência;
• Rompimento aos 28 dias;
• A alvenaria dos pavimentos foi executada antes dos resultados dos ensaios
serem disponibilizados.
Durante o controle tecnológico da obra referente ao estudo de caso 1 foi
identificada uma não-conformidade no ensaio de resistência à compressão de
prisma do 4º pavimento da torre. Como os prismas são constituídos por blocos
principais (14x19x39 cm) e argamassa, foi necessário apresentar os ensaios de
resistência à compressão desses materiais, correspondentes ao mesmo pavimento.
Com relação ao estudo de caso 2, todos os ensaios de resistência à
compressão de blocos, argamassa e prisma foram satisfatórios. A irregularidade
detectada ocorreu no ensaio de resistência à compressão do graute aplicado no
pavimento térreo dos seis edifícios estudados.
Por fim, no estudo de caso 3 verificou-se quatro não-conformidades
referentes aos ensaios de resistência à compressão de blocos de dimensões
complementares que foram utilizados no 4º pavimento da Torre 1 e 5º pavimento da
Torre 2.
Dessa forma, com os pavimentos onde foram identificadas não-
conformidades sendo delimitados, serão apresentados ensaios e estudos apenas
dos pavimentos em questão, considerando-se que os outros pavimentos
apresentaram resultados satisfatórios de ensaios de resistência à compressão.
47
Dentre seis obras acompanhadas foram selecionadas as três presentes nos
estudos de caso devido ao interesse em discorrer situações díspares entre si,
possibilitando a visualização dos diferentes impactos causados por não-
conformidades em prismas, graute e blocos na resistência à compressão da
alvenaria e, simultaneamente, observar a correlação entre os três estudos de caso.
3.2 OBJETOS DE ENSAIO
Os blocos estruturais foram fornecidos por um único fabricante durante todo
o período das três obras. Em projeto foi solicitado o emprego de blocos de concreto
da família 39 consituída pelas seguintes dimensões: 14x19x39 cm (dimensão
principal), 14x19x19 cm (meio bloco), 14x19x34 cm (amarração em “L”), 14x19x54
cm (amarração em “T”) e 14x09x39 (bloco compensador). Os blocos podem ser
observados na FIGURA 7. A resistência à compressão é determinada conforme a
NBR 12118:2014.
FIGURA 7 – BLOCOS DE CONCRETO DA FAMÍLIA 39 FONTE: GAI (2014).
Foi empregada argamassa industrializada do mesmo fornecedor para os três
casos. Definiu-se a utilização de argamassa estabilizada (FIGURA 8) que
proporciona facilidade de manuseio, possui boa trabalhabilidade e um controle rígido
de qualidade. O material é transportado por caminhão betoneira e entregue úmido
pronto para uso. Foram utilizadas argamassas com capacidade de preservação de
14x19x19 14x19x39 14x19x34 14x19x54 14x09x39
48
trabalhabilidade de 48 horas. O ensaio para determinação da resistência à
compressão é normalizado pelo Anexo D da NBR 15961-2:2011.
FIGURA 8 – ARGAMASSA ESTABILIZADA FONTE: ANA AREIA (2016).
O graute empregado nos estudos de caso foram rodados em obra. Para
cada situação foram utilizados traços diferentes, sendo necessária a dosagem de
novos traços, de responsabilidade de um laboratório especializado. Seus
componentes consistiram em cimento, areia, brita e ocasionalmente cal. As suas
massa específicas e unitárias são apresentadas na TABELA 14. O ensaio de
resistência à compressão é determinado pela NBR 5739:2007.
TABELA 14 – MASSAS ESPECÍFICAS E UNITÁRIAS DOS MATERIAIS COMPONENTES DO GRAUTE
Material Massa Específica (kg/L) Massa Unitária (kg/L) Areia 2,62 1,51 Brita 2,67 1,65
Cimento 3,14 - Água 1,00 -
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
49
Os prismas utilizados para ensaio foram sempre ocos por definição da
construtora (FIGURA 9). O ensaio avalia a resistência da junção de blocos e
argamassa de assentamento. Os corpos de prova de prismas ocos são constituídos
de dois blocos de dimensão principal sobrepostos e assentados e seu ensaio é
normalizado pelo Anexo A da NBR 15961-2:2011.
FIGURA 9 – PRISMA OCO FONTE: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2012).
3.3 ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇOS
Para uma estimativa de custos foi necessário primeiramente realizar o
levantamento quantitativo dos materiais utilizados nos reforços executados nos
casos 2 e 3. As quantidades foram obtidas a partir de informações retiradas de
projeto e de normas da ABNT.
Para a determinação do quantitativo de graute, primeiramente foi necessário
o cálculo do consumo de cimento, representado na Equação 9.
,- � �+++.
/01� 2
/02� 3
/03�4 )⁄
(kg/m³ de graute) (Equação 9)
50
Onde:
a/c = relação água/cimento;
a = quantidade de areia correspondente ao traço em massa;
b= quantidade de brita correspondente ao traço em massa;
Cc = consumo de cimento por m³ de graute;
mea = massa específica da areia;
meb = massa específica da brita;
mec = massa específica do cimento.
O cálculo do consumo por metro cúbido da areia e da brita foi realizado
através do produto do consumo do cimento, obtido na Equação 9, e das quantidades
dos materiais correspondentes aos traços. O consumo de água por metro cúbido
corresponde à quantidade especificada no traço.
Para a determinação do volume necessário de graute, foi utilizada a NBR
6136:2014 que determina que blocos vazados de concreto da Classe A com largura
nominal de 140 mm devem possuir no mínimo 25 mm de espessura de paredes
longitudinais e transversais. Blocos de concreto apresentam uma variação da
espessura das paredes, conforme observa-se na FIGURA 10, porém por questão de
simplificação desconsiderou-se esse fator e admitiu-se blocos com paredes de
espessura constante iguais a 25 mm.
51
FIGURA 10 – VARIAÇÃO DA ESPESSURA DAS PAREDES DE BLOCOS DE CONCRETO FONTE: ABNT NBR 12118 (2014).
Através dos projetos de reforço apresentados no ANEXO 1 e ANEXO 2 foi
possível constatar a localização dos pontos reforçados por bloco, sendo aplicados
nos blocos 14x19x39 cm, 14x19x34 cm, 14x19x54 cm e 14x19x19 cm. Os dois
alvéolos dos blocos 14x19x39 cm são iguais e serão denominados por Tipo 1, os
blocos 14x19x34 cm possuem dois alvéolos diferentes, um do Tipo 1 e outro menor,
que será chamado de Tipo 2, os blocos 14x19x54 cm possuem dois alvéolos iguais
ao Tipo 1 e outro menor, Tipo 3 e os meio-blocos 14x19x19 cm, que possuem
apenas um alvéolo, Tipo 4. A altura de ambos os alvéolos é igual à altura do bloco
de 19 cm. A partir dessas informações foi possível determinar as dimensões dos
alvéolos e apresentá-las na TABELA 15 e TABELA 16. Com as dimensões
determinadas, foram calculados os volumes por alvéolo exibidos na TABELA 17.
TABELA 15 – DETERMINAÇÃO DOS COMPRIMENTOS DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS
Especificação do Alvéolo (cm)
Comprimento do Bloco (m)
Espessura das Paredes
Transversais (m)
Quantidade de Paredes
Transversais
Quantidade de Alvéolos na Direção
Comprimento do Alvéolo
(m)
Tipo 1 0,39 0,025 3 2 0,1575 Tipo 2 0,34 0,025 3 1 0,1075 Tipo 3 0,54 0,025 4 1 0,1250 Tipo 4 0,19 0,025 2 1 0,1400
FONTE: A AUTORA (2016).
52
TABELA 16 – DETERMINAÇÃO DAS LARGURAS DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS
Especificação do Alvéolo (cm)
Largura do Bloco (m)
Espessura das Paredes
Longitudinais (m)
Quantidade de Paredes
Longitudinais
Quantidade de
Alvéolos na Direção
Largura do
Alvéolo (m)
Tipos 1, 2, 3 e 4 0,14 0,025 2 1 0,09
FONTE: A AUTORA (2016).
TABELA 17 – DETERMINAÇÃO DOS VOLUMES DOS ALVÉOLOS DOS BLOCOS REFORÇADOS
Especificação do Alvéolo (cm)
Altura do Alvéolo
(m)³
Comprimento do Alvéolo
(m)
Largura do Alvéolo (m)
Volume do Alvéolo (m³)
Volume por Metro Linear Vertical de
Bloco (m³/m)
Tipo 1 0,19 0,1575 0,09 0,0027 0,0142 Tipo 2 0,19 0,1075 0,09 0,0018 0,0097 Tipo 3 0,19 0,1250 0,09 0,0021 0,0113 Tipo 4 0,19 0,1400 0,09 0,0024 0,0126
FONTE: A AUTORA (2016).
Além de exibir os volumes por alvéolo, a TABELA 17 também apresenta os
volumes de alvéolos por metro linear vertical de bloco. Esses valores permitiram a
multiplicação pelo pé-direito da estrutura, facilitando a quantificação. Portanto, o
volume total de graute para cada estudo de caso foi levantado a partir dos tipos de
alvéolos reforçados, considerando-se uma perda de 10% indicada pelo projetista.
Obtido o volume de graute, multiplica-se seu valor pelo consumo por metro
cúbico de areia, brita e água e obtêm-se seus quantitativos.
Como o pé-direito é padrão para os três estudos de caso e corresponde a
2,50 m, o consumo de barras de aço por ponto de reforço também é de 2,50 m. O
produto da quantidade de pontos de reforço necessários pelo consumo por ponto
resultou no quantitativo das barras de aço. Sabe-se que cada barra de aço é
comercializada com 12 m de comprimento e devido à dificuldade da introdução do
aço na alvenaria não foram utilizadas barras emendadas, possibilitando o
aproveitamento de cada barra em apenas quatro pontos de reforço. Vergalhões de
aço são vendidos por quilo e segundo o catálogo do fornecedor Comercial Gerdau e
53
a NBR 7480:2007, as barras de aço CA-50 com o diâmetro de 8,0 mm possuem
massa nominal igual a 0,395 kg/m e barras com diâmetro de 10,0 mm igual a 0,617
kg/m. A multiplicação da quantidade em metros pela massa nominal resultou no
quantitativo de barras de aço.
Por fim, a estimativa de custos dos reforços foi realizada empregando-se os
preços dos materiais e serviços praticados pela construtora na ocasião (ano de
2015).
54
4 ESTUDO DE CASOS
4.1 CASO 1
O primeiro estudo de caso trata-se de um edifício residencial de treze
pavimentos, localizado na região de Curitiba. Cada pavimento da torre possui pé-
direito de 2,50 m e 430,96 m² de área que são distribuídos em oito apartamentos e
área comum. A construção teve seu início em setembro de 2014 e foi finalizada em
dezembro de 2015. A execução do controle tecnológico permitiu a identificação de
não-conformidade no ensaio de resistência à compressão de prismas, referentes ao
4º pavimento da torre.
4.1.1 Descrição do problema
A estrutura do edifício é de alvenaria estrutural e é constituída basicamente
por blocos vazados de concreto, argamassa de assentamento, armaduras passivas
e graute. A torre é segmentada em cinco faixas diferentes de resistência à
compressão de bloco, sendo elas:
• 12 MPa: 1º, 2º e 3º pavimento;
• 10 MPa: 4º e 5º pavimento;
• 8 MPa: 6º, 7º e 8º pavimento;
• 6 MPa: 9º, 10º e 11º pavimento;
• 4 MPa: 12º e 13º pavimento.
Para atender a demanda de material do pavimento em estudo, foram
coletados doze blocos de concreto por pavimento como amostragem para envio ao
laboratório responsável pelos ensaios. As amostras referentes aos blocos de
dimensão principal, 14x19x39 cm, que seriam utilizados para a execução da
alvenaria do quarto pavimento da torre foram submetidas a dois ensaios de
compressão e deveriam resistir a um esforço de compressão mínimo de 10 MPa. Na
55
TABELA 18 e TABELA 19 são apresentados os valores de fbk e os resultados fbk,est
dos dois ensaios realizados.
TABELA 18 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X39 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 581690 10,7
11,4 10,1
2 554040 10,1 3 666610 12,2 4 664400 12,3 5 584950 10,7 6 660260 12,1
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
TABELA 19 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X39 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 579530 10,6
10,6 9,9
2 560910 10,2 3 583930 10,7 4 567160 10,4 5 581460 10,7 6 589150 10,8
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
O primeiro ensaio obteve resistência satisfatória e o segundo, apesar de não
atingir o fbk,est requerido, resultou em um valor muito próximo e apresentou uma
resistência média superior à necessária. Por estes motivos e pelo fato de todos os
fbk alcançarem resultados superiores a 10 MPa, a Coordenação de Projetos da
construtora liberou o uso do lote para a execução da alvenaria do quarto pavimento.
Após a liberação do lote de blocos e simultaneamente à elevação da
alvenaria foram obtidas amostras da argamassa de assentamento. A argamassa
56
utilizada também é segmentada em diferentes faixas de resistência, que variam de
acordo com o pavimento e seus fam são apresentados a seguir:
• 12 MPa: 1º, 2º e 3º pavimento;
• 10 MPa: 4º e 5º pavimento;
• 8 MPa: 6º, 7º e 8º pavimento;
• 6 MPa: 9º, 10º e 11º pavimento;
• 4 MPa: 12º e 13º pavimento.
Portanto é requerida uma resistência da argamassa de 10 MPa para
aplicação no pavimento em estudo do edifício. As amostras obtidas foram
submetidas a ensaio de resistência à compressão e o resultado é apresentado na
TABELA 20.
TABELA 20 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE ARGAMASSA
Amostra Carga Aplicada
(N) Resistência à
compressão (MPa)
Resistência à compressão Média (MPa)
Coeficiente de variação
(%)
1 19245 12
12,0 3,3
2 19966 12,5 3 18718 11,7 4 18580 11,6 5 19938 12,5 6 18718 11,7
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
Juntamente à amostragem da argamassa, foram separados vinte e quatro
blocos do mesmo lote ensaiado individualmente, de dimensões 14x19x39 cm e fbk
igual a 10 MPa, e uma quantidade suficiente de argamassa, do mesmo lote
ensaiado, para a moldagem de doze prismas conforme regulamenta o Anexo A da
NBR 15961-2:2011. Recomenda-se que seis prismas sejam rompidos com vinte e
oito dias de idade e os outros seis devem ser rompidos apenas no caso de o
primeiro ensaio apresentar resistência abaixo da esperada. Os valores de fpk
exigidos em projeto variam de acordo com o pavimento:
57
• 9,6 MPa: 1º, 2º e 3º pavimento;
• 8 MPa: 4º e 5º pavimento;
• 6,4 MPa: 6º, 7º e 8º pavimento;
• 4,8 MPa: 9º, 10º e 11º pavimento;
• 3,2 MPa: 12º e 13º pavimento.
Os materiais foram coletados na obra e levados ao laboratório responsável
pelo controle tecnológico, onde os prismas foram moldados e armazenados até o
momento do ensaio de compressão. Apesar do especificado, os seis primeiros
corpos de prova foram ensaiados aos trinta e três dias de idade, e não aos vinte e
oito, devido a um engano cometido pelo laboratório. Seu resultado é apresentado na
TABELA 21.
TABELA 21 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMA
CP Nº Área Bruta (mm²) Carga de Ruptura
(N)
Resistência à Compressão em relação
a área bruta (MPa)
1 54573 112150 2,1 2 54905 139070 2,5 3 55024 131360 2,4 4 55049 117180 2,1 5 54967 159800 2,9 6 55037 142850 2,6
Resistência Média (fpm): 2,4 MPa Coeficiente de variação: 13,0%
Resistência característica à compressão (fpk): 1,8 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
Conforme se observa na TABELA 21 o resultado foi não-satisfatório além de
preocupante. Todos os corpos de prova deveriam apresentar resistência igual ou
superior a 8,0 MPa, sendo que amostra com maior resistência atingiu 2,9 MPa, 5,1
MPa abaixo do esperado. Além disso, a fpk das amostras de prisma obteve resultado
com valor 77,5% inferior à fpk requerida. Portanto foi necessária a realização de
58
ensaio de contraprova. O resultado é apresentado na TABELA 22 e foi novamente
não-satisfatório.
TABELA 22 – ENSAIO DE CONTRAPROVA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMA
CP Nº Área Bruta (mm²) Carga de Ruptura (N)
Resistência à Compressão em relação
a área bruta (MPa)
1 54932 146280 2,7 2 54732 130040 2,4 3 54483 106760 2,0 4 54903 120490 2,2 5 54687 113590 2,1 6 54493 116670 2,1
Resistência Média (fpm): 2,2 MPa Coeficiente de variação: 11,2%
Resistência característica à compressão (fpk): 1,9 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
Novamente o ensaio de contraprova obteve resistência muito inferior à
requerida: 1,9 MPa. Ocasionalmente alguns resultados de fpk podem apresentar
valores não representativos da amostra caso ocorram valores de fpk discrepantes.
Porém nos dois ensaios todas as resistências individuais apresentaram resultados
próximos, não caracterizando o caso citado.
Como os prismas foram moldados com o mesmo lote de blocos e de
argamassa ensaiados anteriormente, foi diagnosticado que o problema de
resistência não ocorreu com esses materiais.
A Coordenação de Projetos foi acionada e recomendou a interrupção dos
serviços de alvenaria do edifício, que estava no 5º pavimento. Com o intuito de
solucionar esse problema, que acarretaria em atraso do cronograma da obra, optou-
se pela extração de testemunhos das paredes do pavimento para a realização de
ensaios de compressão. Apesar de a alvenaria estrutural não permitir recortes, todos
os apartamentos do edifício possuem o passa-pratos, balcão de divisão entre a sala
59
e a cozinha, que não possui função estrutural, apesar de ser constituído dos
mesmos materiais e possuir a mesma resistência do restante da alvenaria. Cada
pavimento é composto por oito apartamentos e todos sofreram a extração do
testemunho, resultando em oito corpos de prova. A FIGURA 11 apresenta o
momento seguinte à extração de um testemunho do passa-prato e, a FIGURA 12,
um dos oito testemunhos extraídos. O resultado do ensaio é exibido na TABELA 23.
FIGURA 11 – PASSA-PRATOS COM TESTEMUNHO DE PRISMA EXTRAÍDO FONTE: A AUTORA (2015).
60
FIGURA 12 – TESTEMUNHO DE PRISMA EXTRAÍDO DO PASSA-PRATOS FONTE: A AUTORA (2015).
TABELA 23 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS EXTRAÍDOS DA ALVENARIA
CP Nº Local da Extração
Dimensão Nominal dos
blocos extraídos
(mm)
Área Bruta (mm²)
Carga de Ruptura
(N)
Resistência à Compressão em relação a área
bruta (MPa)
1 Apto 406 140x190x340 47995 402490 8,4 2 Apto 401 140x190x390 54706 558150 10,2 3 Apto 408 140x190x390 54562 392090 7,2 4 Apto 402 140x190x390 54725 287510 5,3 5 Apto 405 140x190x390 55060 332500 6,0 6 Apto 403 140x190x390 55449 539400 9,7 7 Apto 407 140x190x390 54060 458100 8,5 8 Apto 404 140x190x390 54777 360500 6,6
Resistência Média (fpm): 7,7 MPa Coeficiente de variação: 22,8%
Resistência característica à compressão (fpk): 4,9 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
61
Apesar de não obter um resultado satisfatório, o ensaio de prisma com os
testemunhos extraídos auxiliou no diagnóstico de que as resistências dos ensaios
anteriores de prisma apresentaram valores incoerentes. Em um total de oito corpos
de prova rompidos, quatro obtiveram resistência satisfatória. Segundo o projetista, a
probabilidade do fpk ser igual ou superior a 8,0 MPa neste ensaio era mínima devido
ao processo de extração provocar vibração e movimento dos testemunhos. Além
disso, houve o transporte dos corpos de prova, o que pode ter ocasionado danos
aos prismas, devido à possibilidade de ocorrência de microfissuras tanto nos blocos,
quanto na argamassa de assentamento. Outro fator importante é que conforme foi
observado na FIGURA 12 os testemunhos extraídos são constituídos por blocos
incompletos, devido ao corte, diferentemente dos prismas moldados com dois blocos
inteiros, conforme FIGURA 13.
FIGURA 13 – PRISMAS MOLDADOS PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO FONTE: PARSEKIAN (2012).
Portanto, devido às resistências obtidas nos ensaios de blocos e argamassa
e considerando todos os fatores citados com relação aos prismas extraídos, a
Coordenação de Projetos admitiu que não houve prejuízo à estrutura, mantendo-se
o coeficiente de segurança. Com isso, retomou-se a elevação da alvenaria do 5º
pavimento da torre.
62
4.1.2 Análise da não-conformidade
Como a não-conformidade não apresenta um motivo aparente o fluxograma
apresentado na FIGURA 14 propõe hipóteses de causa facilitando sua análise e
identificação. Todas as hipóteses serão discutidas e verificadas neste item.
FIGURA 14 – ANÁLISE DA NÃO-CONFORMIDADE FONTE: A AUTORA (2016).
As hipóteses são:
1) Ensaio:
a. Idade dos CPs no rompimento:
Apesar de o ensaio não ter sido realizado aos vinte e oito dias, sabe-se que
ocorre aumento de resistência com o passar do tempo, e não o contrário. Portanto
não existe a possibilidade de prejuízo à resistência do prisma por uma diferença de
cinco dias de ensaio, independente do tipo de cimento empregado, conforme se
observa no exemplo de gráfico de resistência à compressão de cimento em função
do tempo apresentado na FIGURA 15. Logo, a hipótese foi descartada.
63
FIGURA 15 – EVOLUÇÃO MÉDIA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA IDADE E TIPO DE CIMENTO FONTE: PUC-GOIAS (2013).
2) Moldagem:
a. Variação da face de assentamento:
O assentamento na alvenaria é executado com os blocos sobrepostos pelas
faces de menor espessura sobre as faces com paredes de maior espessura, devido
à facilidade de aplicar a argamassa nas paredes mais espessas. Assim, para uma
correta caracterização da resistência da alvenaria, os prismas também devem ser
moldados desta forma. Supôs-se então que os prismas de prova e contra-prova
pudessem ter sido moldados de outra forma e, com isso, resultado em resistências à
compressão tão baixas. Para a análise e verificação desta hipótese, foram coletados
novos blocos de concreto, que não foram previamente ensaiados, e argamassa para
a realização de um teste de rompimento de prismas.
64
Foram realizados assentamentos de prismas variando-se as faces de maior
e menor espessura posicionadas na parte superior e inferior para concluir se as
resistências à compressão variam, objetivando entender se esse pode ter sido um
fator determinante de resistência no momento da moldagem dos prismas.
Foram moldados seis corpos de prova de prisma para cada tipo de variação
de assentamento:
A. Sobreposição pelas faces de menor espessura;
B. Sobreposição pelas faces de maior espessura;
C. Sobreposição pelas faces de menor com a de maior espessura
(conforme é executado na alvenaria).
Os resultados dos ensaios são exibidos na TABELA 24, TABELA 25 e
TABELA 26, respectivamente.
TABELA 24 – TIPO A: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MENOR ESPESSURA
CP Nº Área Bruta (mm²) Carga de Ruptura
(N)
Resistência à Compressão em relação
a área bruta (MPa)
1 54623 296300 5,4 2 54388 289400 5,3 3 54482 287500 5,3 4 54445 230800 4,2 5 54457 270000 5,0 6 54384 272400 5,0
Resistência Média (fpm): 5,0 MPa Coeficiente de variação: 8,6%
Resistência característica à compressão (fpk): 4,2 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
65
TABELA 25 – TIPO B: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MAIOR ESPESSURA
CP Nº Área Bruta (mm²) Carga de Ruptura (N)
Resistência à Compressão em relação
a área bruta (MPa)
7 54502 300800 5,5 8 54622 315500 5,8 9 54467 310100 5,7 10 54682 315700 5,8 11 54514 299200 5,5 12 54473 306100 5,6
Resistência Média (fpm): 5,6 MPa Coeficiente de variação: 2,2%
Resistência característica à compressão (fpk): 4,8 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
TABELA 26 – TIPO C: ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS SOBREPOSTOS PELAS FACES DE MENOR COM A MAIOR ESPESSURA
CP Nº Área Bruta (mm²) Carga de Ruptura
(N)
Resistência à Compressão em relação
a área bruta (MPa)
13 54685 288100 5,3 14 54504 350600 6,4 15 54671 410700 7,5 16 54641 327700 6,0 17 54686 331200 6,1 18 54538 251600 4,6
Resistência Média (fpm): 6,0 MPa Coeficiente de variação: 16,6%
Resistência característica à compressão (fpk): 4,1 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
Para simplificar a comparação dos resultados elaborou-se um gráfico,
exibido na FIGURA 16, com os resultados de resistência característica à
compressão, resistência média e
diferentes formas de moldagem de prisma.
FIGURA 16 – COMPARAÇÃO DE RESISTÊNCIA DE PRISMA EM FUNÇÃO DA MOLDAGEMFONTE: A AUTORA (2016).
Analisando-se os resultados dos ensaios concluiu
tipo C apresentou a maior
amostra é adequada ou
resistência média. Com o auxílio
moldagem do tipo C apresentou
compressão, sendo o pior de tipo de moldagem entre os três tipos. Concluiu
então que a moldagem do prisma não foi um fator determinante para as baixas
resistências dos ensaios iniciais e desprezou
b. Elevada espessura da junta de assentamento:
Foi comprovado por Drysdale (1993) que a
argamassa provoca a
0
1
2
3
4
5
6
7
Tipo A
Comparação de Moldagem de Prismas
resistência média e coeficiente de variação
diferentes formas de moldagem de prisma.
COMPARAÇÃO DE RESISTÊNCIA DE PRISMA EM FUNÇÃO DA MOLDAGEM
os resultados dos ensaios concluiu-se que a moldagem do
maior resistência média. No entanto, para estabelecer se a
amostra é adequada ou não, a resistência característica
Com o auxílio da FIGURA 16 é possível constatar que a
apresentou o pior resultado de resistência característica à
, sendo o pior de tipo de moldagem entre os três tipos. Concluiu
então que a moldagem do prisma não foi um fator determinante para as baixas
resistências dos ensaios iniciais e desprezou-se esta hipótese.
spessura da junta de assentamento:
Foi comprovado por Drysdale (1993) que a elevada espessura da junta de
a redução do fpk de prismas ocos, conforme
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
Tipo B Tipo C
Comparação de Moldagem de Prismas
Resistência Média (fpm) (MPa)
Resistência Característica à Compressão (fpk) (MPa)
Coeficiente de Variação
66
coeficiente de variação apresentados nas
COMPARAÇÃO DE RESISTÊNCIA DE PRISMA EM FUNÇÃO DA MOLDAGEM
que a moldagem do
para estabelecer se a
prevalece sobre a
é possível constatar que a
resistência característica à
, sendo o pior de tipo de moldagem entre os três tipos. Concluiu-se
então que a moldagem do prisma não foi um fator determinante para as baixas
elevada espessura da junta de
de prismas ocos, conforme o gráfico
Comparação de Moldagem de Prismas
Resistência Média (fpm)
Resistência Característica à Compressão (fpk) (MPa)
Coeficiente de Variação
67
apresentado anteriormente na FIGURA 6. Como os prismas foram moldados no
laboratório não houve o acompanhamento de um responsável pela obra, e por se
tratar de um processo manual pode ter havido a moldagem com elevada espessura,
tornado essa hipótese possível.
c. Argamassa aplicada após 48 horas de fornecimento:
Conforme já citado anteriormente, foi utilizada argamassa estabilizada com
capacidade de trabalhabilidade mantida até 48 horas. Como o laboratório fez a
retirada da argamassa na obra para posteriormente levá-la ao laboratório e realizar a
moldagem do prisma, existe a possibilidade de ter ocorrido a utilização da
argamassa após as 48 horas. Neste caso, seria necessário o acréscimo de água
para promover a trabalhabilidade da argamassa, diminuindo sua resistência à
compressão. O laboratório foi consultado sobre essa hipótese, porém não garantiu
que a utilização da argamassa ocorreu desse período, sendo possível considerar
essa hipótese.
3) Interface argamassa/bloco:
a. Baixa aderência da argamassa:
A baixa aderência da argamassa prejudica a ligação entre o bloco e a
argamassa, promovendo uma ligação fraca no conjunto, e consequentemente,
diminuindo a resistência do prisma. Essa hipótese foi descartada com a análise dos
resultados dos testemunhos extraídos, pois caso houvesse essa característica na
argamassa, eles também iriam atingir resistências tão baixas quanto nos ensaios
iniciais.
b. Excesso de absorção inicial do bloco:
Segundo Prudêncio Júnior (1994) essa característica faz com que a
argamassa perca sua plasticidade, além de causar uma deficiência na quantidade
de água de amassamento, prejudicando a acomodação dos blocos e diminuindo a
resistência à compressão de prismas. Essa hipótese foi descartada devido ao
mesmo motivo citado no item 3)a.
Conclui-se portanto que a não-conformidade pode ter sido provocada por
duas hipóteses, conforme observa-se no fluxograma apresentado na FIGURA 17.
68
FIGURA 17 – CONCLUSÃO DA ANÁLISE DA NÃO-CONFORMIDADE FONTE: A AUTORA (2016).
4.1.3 Solução
Como a estrutura não sofreu prejuízos, não é necessária uma solução
corretiva. Para evitar futuras reincidências dos problemas detectados com os
ensaios, são propostas as seguintes soluções preventivas:
• Padronizar a realização de ensaios de bloco, argamassa e prisma
previamente à execução da alvenaria. Esse procedimento garantiria a
possibilidade de novos ensaios de prisma com blocos de mesmo lote,
dispensando a extração de testemunhos de paredes, além minimizar ou
até mesmo evitar a necessidade de execução de reforços;
• Realização de ensaios não só de resistência à compressão, mas
também de absorção de água de blocos e arrancamento para determinar
a aderência da argamassa nos blocos;
69
• Reforçar com o laboratório a importância de treinamento e atenção dos
funcionários referente à moldagem de prismas;
• Providenciar a elaboração de um documento de responsabilidade do
laboratório alegando a data e hora da moldagem de todos os prismas,
garantindo que a argamassa não seja aplicada após o seu tempo de
preservação de trabalhabilidade de 48 horas.
Sugere-se para futuros projetos adotar a resistência da argamassa igual a
8 MPa para fbk igual a 10 MPa, respeitando-se o parâmetro de projeto determinado
na Equação 4 e conforme recomendado na NBR 15961-1:2011. A utilização de
argamassas com resistência muito superior a citada possui maior rigidez e pode
promover o aparecimento de fissuras devido a não absorção de pequenas
deformações.
4.1.4 Custos
Como não foi necessária a execução de reforços, não houveram custos
adicionais além dos custos dos ensaios de extração e dos testes de moldagem de
prismas.
70
4.2 CASO 2
O segundo estudo de caso trata-se de seis edifícios residenciais, Blocos 2,
3, 5, 6, 7 e 8, compostos por quatro pavimentos, localizados na região de Curitiba.
Cada pavimento das torres possui pé-direito de 2,50 m e 200,93 m² de área que são
distribuídos em quatro apartamentos e área comum. A execução da estrutura dos
edifícios teve início em setembro de 2014 e foi finalizada em maio de 2015. A
execução do controle tecnológico permitiu a identificação de não-conformidade no
ensaio de resistência à compressão de graute, referentes aos pavimentos térreos
dos Blocos em questão.
4.2.1 Descrição do problema
As estruturas dos edifícios são todas idênticas de alvenaria estrutural
parcialmente armada, constituídas por blocos vazados de concreto da família 39,
argamassa de assentamento, armaduras passivas e graute. A resistência exigida
para o graute é de 20 MPa independentemente do pavimento em que será aplicado
e os edifícios possuem duas faixas de resistências de bloco e prisma, sendo elas:
• 1º pavimento (térreo): fpk=3,0 MPa e fbk=4,0 MPa;
• 2º 3º e 4º pavimento: fpk=2,25 MPa e fbk=3,0 MPa;
No ano de 2014 a construtora dos edifícios passou por um processo de
desenvolvimento de traços de graute para que houvesse uma padronização em
todas as suas obras do Brasil. Os traços foram desenvolvidos e ensaiados no estado
de Minas Gerais e todos obtiveram resultados satisfatórios em relação à resistência
à compressão. A TABELA 27 retrata o traço idealizado do graute de 20 MPa que
tornou-se padrão para todas as obras da construtora.
71
TABELA 27 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE
Traço em Massa Traço em Volume 1 : 3,20 : 3,13 : 0,59 1 : 2,65 : 1,90 : 0,59
FONTE: A AUTORA (2016).
O projeto estrutural inicial dos edifícios prevê a execução de 93 pontos de
reforço por pavimento térreo/tipo com grauteamento e armadura conforme
apresentado pelos círculos em vermelho na FIGURA 18.
FIGURA 18 – LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE GRAUTEAMENTO DOS PAVIMENTOS TÉRREO E TIPO FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2014).
O grauteamento dos pavimentos térreos foi executado nos Blocos 2, 3, 5, 6,
7 e 8 conforme pontos apresentados na FIGURA 18 respeitando-se o traço
padronizado da TABELA 27. Durante a aplicação do graute na alvenaria foram
72
moldados seis corpos de prova para ensaio de resistência a compressão. O
resultado é apresentado na TABELA 28.
TABELA 28 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO GRAUTE
Amostra Nº Idade de Rompimento (dias) Resistência do Corpo de
Prova à Compressão (Mpa) 1
28
12,7 2 15,0 3 13,5 4 15,0 5 13,2 6 12,2
Resistência Característica à Compressão (fgk): 11,7 MPa Resistência Média (fgm): 13,6 MPa
Desvio Padrão: 1,2 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
Analisando-se o resultado do ensaio detectou-se que além de o fgk e o fgm
não apresentarem resultado satisfatório, nenhum dos corpos de prova atingiu uma
resistência razoável.
Identificado tal desvio, o laboratório de desenvolvimento tecnológico foi
acionado e apurou a adversidade apresentada pelo traço. O agregado miúdo de
Minas Gerais que havia sido utilizado para a definição do traço possuía certas
características que são apresentadas na TABELA 29 e que provavelmente eram
distintas das apresentadas pelo agregado miúdo disponível para os edifícios
residenciais em estudo. Para comprovar esta afirmação, foram realizados ensaios
de caracterização da areia e seus resultados são apresentados na TABELA 30, que
é ilustrada por meio da curva granulométrica da FIGURA 19, e TABELA 31.
73
TABELA 29 – CARACTERÍSTICAS DO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO TRAÇO INICIAL
Areia fina Material Pulverulento: 2,50% Teor de Impurezas Orgânicas: Mais clara que a solução padrão Massa Específica: 2,624 g/cm³ Torrões de Argila e Materiais Friáveis: 0,30%
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
TABELA 30 – CARACTERIZAÇÃO GRANULOMETRICA DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS
Peneira (mm) % Acumulada Zona Utilizável Zona Ótima 9,50 0 0 0 6,30 0 0 0 a 7 4,80 0 0 a 5 0 a 10 2,40 1 0 a 20 10 a 25 1,20 6 5 a 30 20 a 50 0,60 11 15 a 55 35 a 70 0,30 18 50 a 85 65 a 95 0,15 79 85 a 95 90 a 100
Fundo 100 - -
Módulo de Finura 1,15 1,55/2,20 a 2,90/3,50
2,20 a 2,90
Dimensão máxima característica 2,40 mm - -
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
74
FIGURA 19 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS FONTE: A AUTORA (2016).
TABELA 31 – CARACTERIZAÇÃO DO PRIMEIRO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS
Ensaio Resultado Obtido
Limites Normativos (ABNT NBR 7211:2009 - Tabela 3)
Material Pulverulento 9,0% 5,0% (material protegido de desgaste
superficial) Teor de Impurezas Orgânicas Mais clara Mais clara que a solução-padrão
Massa Específica 2,62 g/cm³ - Torrões de Argila e Materiais Friáveis
37,5% 3,0%
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
A composição granulométrica e os limites de zona ótima e zona utilizável
apresentados na TABELA 30 foram determinados conforme processos dispostos na
NBR NM 248:2003 e NBR 7211:2009, respectivamente. Observa-se na FIGURA 19
que foram detectados diversos desvios na granulometria do agregado miúdo
utilizado, o que resultou em um módulo de finura abaixo tanto dos limites da zona
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,1 1 10
Por
cent
agem
Pas
sant
e (%
)
Diâmetro dos grãos (mm)
Curva Granulométrica
Agregado Miúdo
Limites da Zona Utilizável
Limites da Zona Ótima
75
ótima, que seria o ideal, quanto dos limites da zona utilizável. O baixo módulo de
finura indica uma areia com maior quantidade de grãos por unidade de volume, o
que promove a necessidade de maior quantidade de água para envolvê-los,
resultando na carência de água disponível para o amassamento e
consequentemente na diminuição da resistência do graute.
Outro fator decisivo para a diminuição da resistência foi o alto teor de
material pulverulento da amostra de agregado miúdo apresentado na TABELA 31. O
teor de material fino passante na peneira 75 µm por lavagem foi de 9,0% quando o
limite estabelecido pela NBR 7211:2009 é de 5,0% e o desejado para o traço da
construtora é de 2,5%. Este alto teor acarretou na diminuição da aderência do
agregado à pasta.
O teor de impurezas orgânicas obtido foi satisfatório para os critérios do
traço e da NBR 7211:2009. Para a sua determinação foi seguida a NBR NM 49:2001
que propõe que a solução obtida no ensaio deve ser mais clara que a solução-
padrão.
A massa específica apresentada pela amostra ensaiada também foi
adequada, havendo uma diferença de apenas 0,004 g/cm³ da massa específica da
areia utilizada para a determinação do traço.
Por fim, a quantidade de torrões de argila e materiais friáveis incorporados
ao agregado miúdo utilizado foi de 37,5% ultrapassando excessivamente o limite de
3,0% estabelecido pela NBR 7211:2009, além do limite de 0,30% definido no traço
do graute. Este fator influenciou na resistência do graute que foi prejudicada devido
à vasta presença de grãos pouco resistentes anexados ao agregado miúdo.
Concluiu-se que a granulometria, a quantidade de material pulverulento e a
quantidade de torrões de argila e de materiais friáveis foram fatores determinantes
que acarretaram na diminuição da resistência do graute rodado em obra quando
comparado ao graute que teve seu traço determinado empregando-se o agregado
miúdo descrito na TABELA 29. Com isso, o material foi contra-indicado para o uso
na composição de grautes.
O coeficiente de ponderação da resistência da alvenaria ,γm, para graute em
combinações normais é igual a 2,0 e foi solicitado em projeto um fgk de 20 MPa.
76
Como o fgk atingido foi de 11,7 MPa, o γm do graute foi reduzido para 1,17,
diminuindo mais de 40% a resistência solicitada. Como o graute não era aplicado em
todas as paredes e alvéolos, o cálculo da redução do coeficiente da estrutura como
um todo é inviável sem a utilização de softwares.
Como a alvenaria estrutural exige um controle rigoroso de atendimento às
resistências de projeto e não admite a redução de coeficientes de segurança, foi
constatada a necessidade de reforço.
Na alvenaria estrutural as cargas e resistências necessárias são calculadas
por parede. A parede mais carregada determina a resistência requerida de todo o
pavimento, o que acarreta o aumento o coeficiente de segurança das paredes
menos carregadas. Com essa informação, sabe-se que não serão todas as paredes
que receberão reforço estrutural.
4.2.2 Solução
Como medida corretiva, foi solicitada a intervenção do projetista que
verificou os possíveis danos à estrutura e concluiu que devido à baixa resistência à
compressão do graute aplicado realmente seria necessária a execução de reforços.
Foram locados 16 pontos por pavimento térreo, nos Blocos 2, 3, 5, 6, 7 e 8, que
deveriam ser reforçados com graute de 20 MPa e uma barra de aço CA-50 com
diâmetro de 10 mm por alvéolo. Como era esperado, os pontos foram locados para
suportar os maiores panos de laje, ou seja, nas paredes com maior carregamento,
conforme observa-se no croqui do projeto de reforço apresentado na FIGURA 20 e
no ANEXO 1. Os pontos de reforço são indicados com círculos vermelhos e
contornos pretos.
77
FIGURA 20 – LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE REFORÇO NOS PAVIMENTOS TÉRREO FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2014).
Além do croqui, o projeto apresentou alguns procedimentos que deveriam
ser respeitados para a correta execução do reforço, que são:
1) Abrir janela na 1ª fiada e lançar água para realizar a limpeza;
2) Inserir uma barra de aço na parte superior com diâmetro de 10 mm de
comprimento igual à altura total da parede;
3) Fazer corte vertical na alvenaria de aproximadamente 05x20 cm no meio
do alvéolo na 7ª fiada para o lançamento do graute;
4) Grautear até a 7ª fiada;
5) Utilizar fôrma cachimbo para auxiliar a concretagem;
6) Fazer corte vertical na alvenaria de aproximadamente 05x20 cm no meio
do alvéolo na 12ª fiada para a execução do graute;
7) Grautear até a 12ª fiada;
8) Utilizar fôrma cachimbo para auxiliar a concretagem.
78
O projeto também aponta alguns cuidados que devem ser tomados no
lançamento do graute:
1) O lançamento deve ocorrer sempre por um mesmo local, de forma
contínua, mantendo sempre cheia a caixa de carga hidrostática;
2) O graute deve ocupar todo o espaço no interior do alvéolo do bloco,
expulsando totalmente o ar existente;
3) O graute deve fluir de um lado para o outro, sem auxílio de vibração ou
adensamento, auxiliado apenas pela pressão hidrostática.
Para possibilitar a definição do traço do graute para aplicação no reforço,
acionou-se um novo fornecedor de agregados miúdos e novamente foram realizados
ensaios de caracterização. Os resultados dos ensaios são apresentados na TABELA
32, que também é ilustrada na FIGURA 21, e TABELA 33.
TABELA 32 – CARACTERIZAÇÃO GRANULOMETRICA DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS
Peneira (mm) % Acumulada Zona Utilizável Zona Ótima 9,50 0 0 0 6,30 0 0 0 a 7 4,80 1 0 a 5 0 a 10 2,40 7 0 a 20 10 a 25 1,20 33 5 a 30 20 a 50 0,60 59 15 a 55 35 a 70 0,30 79 50 a 85 65 a 95 0,15 94 85 a 95 90 a 100
Fundo 100 - - Módulo de Finura 2,72 1,55/2,20 a 2,90/3,50 2,20 a 2,90 Diâmetro Máximo 4,80 mm - -
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
79
FIGURA 21 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS FONTE: A AUTORA (2016).
TABELA 33 – CARACTERIZAÇÃO DO SEGUNDO AGREGADO MIÚDO APLICADO NO GRAUTE DOS EDIFÍCIOS
Ensaio Resultado Obtido
Limites Normativos (ABNT NBR 7211:2009 - Tabela 3)
Material Pulverulento 1,6% 5,0% (material protegido de desgaste
superficial) Teor de Impurezas Orgânicas Mais clara Mais clara que a solução-padrão
Massa Específica Real 2,61 g/cm³ - Torrões de Argila e Materiais Friáveis
0,5% 3,0%
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
Embora tenham sido detectadas algumas divergências de resultados entre a
TABELA 29 e a TABELA 33, o segundo agregado miúdo ensaiado é apropriado para
a composição de grautes, pois atendeu todos os limites requisitados na NBR
7211:2009.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,1 1 10
Por
cent
agem
Pas
sant
e (%
)
Diâmetro dos grãos (mm)
Curva Granulométrica
Agregado Miúdo
Limites da Zona Utilizável
Limites da Zona Ótima
80
Devido à dificuldade de atendimento às características de areia solicitadas
na TABELA 29 para a execução do traço padrão da construtora, foi decidido que
seria definido um novo traço para a obra aplicando-se o segundo agregado miúdo
ensaiado. O traço foi dosado por um laboratório especializado e é descrito na
TABELA 34.
TABELA 34 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE PARA REFORÇO COMPLEMENTAR
Traço em Massa Traço em Volume 1 : 0,32 : 3,77 : 3,26 : 0,76 1 : 0,46 : 3,12 : 1,97 : 0,76
FONTE: A CONSTRUTORA (2016).
O graute foi rodado em obra e obteve resultado satisfatório, atingindo
resistência à compressão superior a 20 MPa em 28 dias conforme observa-se na
TABELA 35.
TABELA 35 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO GRAUTE REDOSADO
Amostra Nº Idade de Rompimento (dias) Resistência do Corpo de
Prova à Compressão (Mpa) 1
28
25,2 2 25,0 3 24,1 4 25,2 5 25,2 6 24,8
Resistência Característica à Compressão (fgk): 24,0 MPa Resistência Média (fgm): 25,0 MPa
Desvio Padrão: 0,5 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2014).
81
Devido à resistência adequada apresentada pelo graute, o traço foi definido
como padrão para a execução dos reforços. Todos os 96 pontos foram preenchidos
com graute e barras de aço.
Como medidas preventivas, recomendam-se as seguintes ações:
• Sempre realizar ensaios de caracterização dos agregados para garantir
que eles atendam ao especificado. Por exemplo: o alto teor de material
pulverulento pode acarretar tanto na diminuição da resistência do graute
devido à maior necessidade de água, quanto na ocorrência de retração,
fenômeno que promove o descolamento do graute dos blocos, impedindo
sua interação; o excesso de impurezas orgânicas e torrões de argila que
prejudicam a resistência do graute;
• Apesar de haver um traço definido e aprovado pela construtora, este
deve ser testado na obra anteriormente à sua aplicação nos edifícios,
conforme estabelece a NBR 15961-2:2011.
Sugere-se para futuros projetos a modificação da resistência do graute.
Como o fbk de projeto é de 4,0 MPa, de acordo com a Equação 5 o fgk poderia ser de
8,0 MPa. No entanto a NBR 15961-2:2011 estipula o mínimo de 15 MPa para
grautes, resistência também recomendada por Parsekian (2012) para este valor de
fbk. A utilização de um graute 20 MPa não acrescenta resistência significativa à
alvenaria conforme comprovado por Logullo (2006).
4.2.3 Custos
Os consumos por metro cúbido dos materiais componentes do graute são
apresentados na TABELA 36.
82
TABELA 36 – CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE GRAUTE
Material Consumo em Massa (kg/m³
de graute) Consumo em Volume (L/m³
de graute) Cimento 292,53 -
Areia 1101,65 911,96 Brita 952,88 577,50 Água 139,00 139,00 Cal 93,61 133,73
FONTE: A AUTORA (2016).
O volume de graute foi obtido conforme método de cálculo apresentado na
metodologia e pode ser observado na TABELA 37.
.
TABELA 37 – QUANTITATIVO TOTAL DE GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO
Especificação do Alvéolo (cm)
Quantidade de Pontos
Reforçados
Pé-direito (m)
Metro Linear Vertical de Bloco (m)
Volume por Metro Linear Vertical de
Bloco (m³/m)
Volume de Graute (m³)
Tipo 1 42 2,5 105 0,0142 1,49 Tipo 2 30 2,5 75 0,0097 0,73 Tipo 3 12 2,5 30 0,0113 0,34 Tipo 4 12 2,5 30 0,0126 0,38
Total: 96 - 240 - 2,93 Total com acréscimo de perda (10%): 3,22
FONTE: A AUTORA (2016).
A partir do volume de graute necessário, foram obtidos os quantitativos dos
componentes do graute (TABELA 38).
83
TABELA 38 – QUANTITATIVO TOTAL DOS COMPONENTES DO GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO
Material Massa Total (kg) Volume Total (m³)
Cimento 942,66 - Areia 3550,02 2,94
Brita 0 3070,61 1,86 Água 447,91 0,45 Cal 301,65 0,43
FONTE: A AUTORA (2016).
Conforme citado na Metodologia, cada barra de aço tem rendimento de 4
pontos de reforço. Portanto, os 96 pontos de reforço utilizaram 24 barras retas de 12
metros de vergalhões de aço. Devido aos cortes necessários para o atendimento do
comprimento necessário, a perda do material consistiu em 20%. Foram necessários
288 metros, com uma massa nominal de 0,617 kg/m, totalizando 177,696 kg de
barras de aço com diâmetro de 10 mm.
A TABELA 39 apresenta o resumo de todos os quantitativos levantados e a
estimativa dos custos da execução dos reforços. Os valores unitários foram retirados
da tabela de custos da construtora no momento da execução, no ano de 2015.
84
TABELA 39 – ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇO NOS SEIS BLOCOS
Item Unidade Valor Unitário Quantidade Valor Total Materiais Cimento CP II-Z-32 50 kg sc R$ 18,09 19,00 R$ 343,71 Areia Natural a Granel m³ R$ 46,18 2,94 R$ 135,71 Brita Número 0 a Granel m³ R$ 52,02 1,86 R$ 96,81 Água (fornecimento SANEPAR) m³ R$ 6,19 0,45 R$ 2,77
Vergalhão CA50 10,0 mm - Barra Reta
kg R$ 2,80 177,70 R$ 497,55
Cal Hidratada CH III 20 kg
sc R$ 16,87 16,00 R$ 269,92
Total Materiais R$ 1.346,47 Serviços Serviço de Execução de Reforço*
m³ R$ 1.340,59 3,22 R$ 4.320,00
Serviço de Execução de Graute
m³ R$ 50,89 3,22 R$ 163,99
Total Serviços R$ 4.483,99 Total R$ 5.830,46
*Serviço inclui a quebra de blocos, o lançamento do graute e a inserção de barras.
FONTE: A AUTORA (2016)
85
4.3 CASO 3
O terceiro estudo de caso trata-se de dois edifícios residenciais de alvenaria
estrutural, Torre 1 e Torre 2, compostos por dez pavimentos, localizados na região
de Curitiba. Cada pavimento das torres possui pé-direito de 2,50 m e 430,96 m² de
área que são distribuídos em oito apartamentos e área comum. A construção da
Torre 1 teve início em novembro de 2014, a Torre 2 em janeiro de 2015 e ambas
foram concluídas em dezembro de 2015. A execução do controle tecnológico
permitiu a identificação de quatro não-conformidades nos ensaios de resistência à
compressão de blocos complementares, referentes ao 4º pavimento da Torre 1 e 5º
pavimento da Torre 2.
4.3.1 Descrição do problema
A alvenaria das torres é composta por blocos da família 39 e os mais usados
têm as seguintes dimensões: 14x19x39 cm, 14x19x19 cm, 14x19x34 cm, 14x19x54
e 14x09x39, que são ilustrados na FIGURA 7 da Metodologia. A TABELA 40 exibe o
quantitativo e porcentagem dos blocos, além da FIGURA 22 apresentar um gráfico
com a relação das porcentagens de cada dimensão de bloco utilizado.
TABELA 40 – QUANTITATIVO RESUMIDO DE BLOCOS DE CONCRETO POR PAVIMENTO
DESCRIÇÃO - DIMENSÕES (cm) QUANTIDADE PORCENTAGEM BLOCO - 14x19x19 621 6,4% BLOCO - 14x19x34 1892 19,5% BLOCO - 14x19x39 5556 57,1% BLOCO - 14x19x54 278 2,9%
BLOCO COMPENSADOR - 14x09x39 581 6,0% OUTROS BLOCOS* 798 8,2%
TOTAL: 9726 100% *Outras dimensões de blocos com menor predominância na estrutura, que não são submetidos à ensaio de compressão.
FONTE: A AUTORA (2015).
86
FIGURA 22 – QUANTITATIVO RESUMIDO DE BLOCOS DE CONCRETO POR PAVIMENTO FONTE: A AUTORA (2015).
As resistências dos blocos são diferenciadas em quatro faixas conforme o
pavimento, sendo elas:
• 10 MPa: 1º, 2º e 3º pavimento;
• 8 MPa: 4º, 5º e 6º pavimento;
• 6 MPa: 7º e 8º pavimento;
• 4 MPa: 9º e 10º pavimento.
A NBR 6136:2014 exige que sejam ensaiados apenas a dimensão de blocos
que é predominante na estrutura, no caso o bloco 14x19x39 cm. Para maior garantia
de que os blocos adquiridos pela obra atendam aos requisitos necessários, a
construtora estabelece que os blocos de dimensões 14x19x19 cm, 14x19x34 cm,
14x19x54 cm e 14x09x39 cm sejam ensaiados para a determinação da resistência à
compressão. Entretanto, diferentemente dos blocos principais, os ensaios de blocos
complementares não são necessariamente executados antes do início da alvenaria.
Previamente à execução da alvenaria do 4º pavimento da Torre 1 e do 5º
pavimento da Torre 2, que seriam executadas simultaneamente, as amostras dos
6,4%
19,5%
57,1%
2,9%
6,0%
8,2%
QUANTITATIVO DE BLOCOS
BLOCO - 14x19x19
BLOCO - 14x19x34
BLOCO - 14x19x39
BLOCO - 14x19x54
BLOCO COMPENSADOR -14x09x39
OUTROS BLOCOS*
87
blocos de dimensões 14x19x39 cm foram enviadas para ensaio compressão e
obtiveram as resistência satisfatória, o que acarretou na liberação do início dos
pavimentos em questão. As coletas dos blocos complementares eram realizadas à
medida que os caminhões do fornecedor descarregavam os pallets na obra, e assim
que as amostras atingiam a quantidade de seis unidades por dimensão o laboratório
recolhia para executar os ensaios.
Entre todos os ensaios realizados para os blocos complementares utilizados
nestes pavimentos, quatro resultados não atingiram a resistência requerida de
projeto de 8 MPa. A TABELA 41 aponta o resultado de um dos ensaios em questão
realizado com blocos de dimensões 14x19x34 cm, também conhecidos por blocos
34.
TABELA 41 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X34 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 370110 7,8
10,1 5,8
2 311400 6,5 3 608000 12,7 4 832500 17,5 5 338400 7,1 6 419200 8,7
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
Analisando-se o resultado do ensaio percebe-se que as resistências
atingidas individualmente pelos corpos de prova do bloco 34 variaram muito entre si,
o que provocou um maior afastamento entre o fbk,est e o fbk requerido. Entretanto,
apenas uma amostra apresentou resistência muito inferior a 8 MPa (a amostra 2),
enquanto que outras duas obtiveram um desempenho de resistência
excessivamente superior ao esperado (amostras 3 e 4). Apesar de a quantidade
desses blocos aplicada por pavimento ser razoável e corresponder à cerca de vinte
por cento da quantidade total de blocos, ainda é uma quantidade pequena se
comparado ao bloco principal conforme é possível visualizar na TABELA 40, a
Coordenação de Projetos alegou que essa diferença de resistência não afeta a
88
estrutura. Isto porque, como já citado anteriormente, a resistência requerida de
projeto é calculada em função da parede que sofre o maior carregamento, de modo
que o coeficiente das outras paredes seja maior que o estipulado em norma. Como
os blocos 14x19x34 cm estão localizados predominantemente nas paredes de
menor carregamento e menores panos de laje, a resistência obtida no ensaio ainda
atende o coeficiente de segurança γm de 2,0 para alvenaria estipulado pela NBR
15961-1:2011.
O segundo ensaio de resistência à compressão que não obteve resultado
satisfatório, conforme apresentado na TABELA 42, foi realizado com blocos de
dimensões 14x19x19 cm.
TABELA 42 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X19X19 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 203300 7,6
7,1 6,6
2 184700 7,0 3 179300 6,8 4 174550 6,6 5 181600 6,8 6 198200 7,5
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
Nenhuma das amostras ensaiadas apresentou resistência suficiente para
atender aos 8 MPa requeridos. As resistências obtiveram resultados bem próximos,
o que fez com que o fbk,est fosse realmente representativo da amostra. Foram
analisados os locais de aplicação e levantou-se que o uso do bloco 14x19x19 cm
não chega a alcançar sete por cento da alvenaria da estrutura. Novamente a
Coordenação de Projetos foi acionada e diagnosticou-se que esse resultado não
acarretaria em impactos estruturais danosos à estrutura, pois todos os blocos dessa
dimensão são grauteados (fgk de 15 MPa) e armados. Portanto, a pequena diferença
do fbk não interfere na capacidade da estrutura, mantendo seu coeficiente de
segurança.
89
Outros dois ensaios que obtiveram resistência abaixo da especificada foram
realizados com blocos compensadores de dimensões 14x09x39 cm. O motivo de
haver dois ensaios de mesma dimensão de bloco não se deve à porcentagem de
utilização destes na alvenaria, mas sim devido à coincidência da ocorrência de
baixas resistências em dois lotes dessa mesma dimensão de bloco. Os resultados
são apresentados na TABELA 43 e TABELA 44.
TABELA 43 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X09X39 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 401300 7,3
7,4 6,0
2 442500 7,8 3 517900 9,1 4 368400 6,6 5 371600 6,6 6 395200 7,1
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
TABELA 44 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE BLOCO 14X09X39 CM
CP Nº Carga máxima de ruptura (N)
Resistência à compressão (MPa) fbk,est (MPa)
Individual Média 1 350500 6,3
6,8 5,2
2 456000 8,0 3 306400 5,5 4 367000 6,7 5 397400 7,2 6 378800 6,8
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
Dos doze corpos de prova ensaiados apenas dois apresentaram resistência
igual ou superior à requerida de projeto. Apesar da porcentagem de sua utilização
ser muito reduzida, o seu desempenho de resistência afeta bruscamente a estrutura.
Por se tratar de um bloco compensador, que tem como objetivo ajustar a altura do
90
pé-direito, o bloco percorre toda a extensão da alvenaria conforme apontado com
flechas azuis na elevação da FIGURA 23.
FIGURA 23 – ELEVAÇÃO DA ALVENARIA DAS TORRES 1 E 2 FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2014).
Portanto, o coeficiente de segurança γm de alvenaria igual a 2,0 foi reduzido
em 15% para esses blocos, acarretando uma faixa menos resistente percorrendo
todo o 4º pavimento da Torre 1 e 5º pavimento da Torre 2. O cálculo do efeito da
redução da resistência dos blocos compensadores no coeficiente de segurança
global da estrutura é inviável sem a utilização de softwares.
Como a alvenaria estrutural não permite a redução de coeficientes de
segurança, foi constatada a necessidade de reforço.
91
4.3.2 Solução
Como ação corretiva, a Coordenação de Projetos constatou a necessidade
de execução de reforços na estrutura com graute de 15 MPa de resistência à
compressão e barras de aço com 8 mm de diâmetro. O croqui é exibido na FIGURA
24, e, para melhor visualização também consta no ANEXO 2, sendo que os pontos
que necessitaram de reforços são representados pelas circunferências de cor roxa e
setas amarelas.
93
O projeto requisitou a execução de quarenta e quatro pontos de reforço por
pavimento, sendo necessários no 4º pavimento da Torre 1 e no 5º pavimento da
Torre 2. O procedimento deveria ser realizado conforme os seguintes processos:
1) Abrir janela na 1ª fiada para limpeza;
2) Inserir uma barra de aço na parte superior com diâmetro de 8 mm de
comprimento igual à altura total da parede;
3) Fazer corte vertical na alvenaria de aproximadamente 05x20 cm no meio
do alvéolo na 7ª fiada para a execução do graute no local indicado na
FIGURA 24;
4) Grautear até a 7ª fiada. Utilizar graute industrial com 15 MPa de
resistência aos 28 dias;
5) Utilizar fôrma cachimbo para auxiliar a concretagem conforme Detalhe 1
da FIGURA 25;
FIGURA 25 – REFORÇO ESTRUTURAL: REPRESENTAÇÃO DOS PROCESSOS 1 A 4 FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2015).
94
6) Fazer corte vertical na alvenaria de aproximadamente 05x20 cm no meio
do alvéolo na 12ª fiada para a execução do graute onde indicado na
FIGURA 24;
7) Grautear até a 12ª fiada. Utilizar graute industrial com 15 MPa de
resistência aos 28 dias;
8) Utilizar fôrma cachimbo para auxiliar a concretagem conforme Detalhe 2
da FIGURA 26.
FIGURA 26 – REFORÇO ESTRUTURAL: REPRESENTAÇÃO DOS PROCESSOS 5 A 7 FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2015).
Apesar de o projeto demandar a utilização de graute industrializado,
levantou-se a hipótese de utilizar graute produzido em obra. Isto porque as outras
torres do empreendimento estavam em processo de lançamento de graute com
resistência de 20 MPa nas canaletas e outros elementos estruturais. A dosagem
95
havia sido realizada por uma empresa de laboratório especializada, além de testada
e aprovada pela construtora. Como o traço já estava sendo rodado na obra e atendia
à resistência requerida em projeto, optou-se pela aplicação do mesmo traço, o que
otimizou o processo na central de betoneira. A Coordenação de Projetos foi
consultada e declarou que não haveria objeção, contanto que fosse garantida a
resistência mínima de projeto de 15 MPa. Optou-se então pela utilização do mesmo
traço de graute, que é apresentado na TABELA 45.
TABELA 45 – TRAÇO EM MASSA E EM VOLUME DE GRAUTE PARA REFORÇO COMPLEMENTAR
Traço em Massa Traço em Volume 1 : 3,60: 3,52 : 0,64 1 : 2,98 : 2,14 : 0,64
FONTE: A AUTORA (2016).
Foi realizado um ensaio de resistência à compressão para o traço do graute,
que apresentou resistência superior à requerida, conforme exibido na TABELA 46.
TABELA 46 – ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE GRAUTE
Amostra Nº Idade de Rompimento (dias) Resistência do Corpo de Prova à Compressão (Mpa)
1
28
29,2 2 29,9 3 30 4 26,4 5 33,6 6 34,6
Resistência Característica à Compressão (fgk): 25,6 MPa Resistência Média (fgm): 30,6 MPa
Desvio Padrão: 3,0 MPa
FONTE: LABORATÓRIO PRESTADOR DE SERVIÇOS (2015).
96
Os reforços foram executados com o traço especificado, ensaiado e
aprovado. Algumas etapas da execução foram documentadas e podem ser
observadas na FIGURA 27 e FIGURA 28.
FIGURA 27 – MARCAÇÃO DOS CORTES PARA OS PONTOS DE REFORÇO FONTE: A AUTORA (2015).
97
FIGURA 28 – CORTES NA ALVENARIA E FÔRMA CACHIMBO NOS PONTOS DE REFORÇO FONTE: A AUTORA (2015).
Como medida preventiva, sugere-se a seguintes ação:
• Apesar de a NBR 6136:2014 não exigir a realização de ensaios de blocos
complementares, recomenda-se que sejam realizados ensaios com todas
as dimensões de blocos anteriormente à aplicação na alvenaria, evitando
a necessidade de reforços.
4.3.3 Custos
O cálculo das massas e volumes da areia e da brita utilizadas no graute é
realizado através do produto do consumo do cimento e dos traços. Obtêm-se,
portanto, os consumos dos materiais por metro cúbico de graute conforme apontado
na TABELA 47.
98
TABELA 47 – CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE GRAUTE
Material Consumo em Massa (kg/m³
de graute) Consumo em Volume (L/m³ de
graute) Cimento 289,15 -
Areia 1041,57 862,22 Brita 1019,06 617,61 Água 104,51 104,51
FONTE: A AUTORA (2016).
Como foram solicitados quarenta e quatro pontos de reforço por pavimento,
sendo necessária a execução em 2 pavimentos, foram executados oitenta e oito
pontos de reforço divididos em alvéolos Tipo 1 e 2. Conforme já descrito
anteriormente o pé-direito de cada pavimento corresponde a 2,50 m. Portanto, o
quantitativo total de graute é apresentado na TABELA 48. Segundo o projetista,
recomenda-se considerar uma perda de 5 a 10% do material. Para a estimativa de
custos a porcentagem adotada será de 10%.
TABELA 48 – QUANTITATIVO TOTAL DE GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO
Especificação do Alvéolo
Quantidade de Pontos Reforçados
Pé-direito (m)
Metro Linear Vertical de Bloco (m)
Volume por Metro Linear Vertical de
Bloco (m³/m)
Volume de Graute (m³)
Tipo 1 76 2,5 190 0,0142 2,69 Tipo 2 12 2,5 30 0,0097 0,29
Total: 88 - 220 - 2,98 Total com acréscimo de perda (10%): 3,28
FONTE: A AUTORA (2016).
Obtido o volume de graute, são calculados os quantitativos dos seus
componentes, conforme apontado na TABELA 49.
99
TABELA 49 – QUANTITATIVO TOTAL DOS COMPONENTES DO GRAUTE EXECUTADO PARA REFORÇO
Material Massa Total (kg) Volume Total (m³)
Cimento 948,93 - Areia 3418,26 2,83
Brita 0 3344,41 2,03 Água 342,99 0,34
FONTE: A AUTORA (2016).
O consumo de barras de aço por ponto de reforço é de 2,50 m. Como são
oitenta e oito pontos, foram consumidas 22 barras de aço CA-50 com diâmetro de
8,0 mm na obra, resultando em 264 metros e ocasionando uma perda de 20% do
material. Cada barra com esse diâmetro possui massa nominal igual a 0,395 kg/m,
totalizando 104,28 kg necessários.
A TABELA 50 apresenta a estimativa de custos dos reforços, exibindo o
resumo do quantitativo geral de todos os materiais utilizados para a execução do
reforço, além dos preços unitários praticados pelos fornecedores na ocasião.
TABELA 50 – ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇO NAS DUAS TORRES
Item Unidade Valor Unitário Quantidade Valor Total Materiais Cimento CP II-Z-32 50 kg SC R$ 18,09 19,00 R$ 343,71 Areia Natural a Granel m³ R$ 46,18 2,83 R$ 130,68 Brita Número 0 a Granel m³ R$ 52,02 2,03 R$ 105,44 Água (fornecimento SANEPAR)
m³ R$ 6,19 0,34 R$ 2,12
Vergalhão CA50 8,0 mm - Barra Reta
Kg R$ 3,17 104,28 R$ 330,57
Total Materiais R$ 912,52 Serviços Serviço de Execução de Reforço*
m³ R$ 1.206,64 3,28 R$ 3.960,00
Serviço de Execução de Graute m³ R$ 50,89 3,28 R$ 167,01
Total Serviços R$ 4.127,01 Total R$ 5.039,53
*Serviço inclui a quebra de blocos, o lançamento do graute e a inserção das barras.
FONTE: A AUTORA (2016).
100
5 CONCLUSÃO
O presente trabalho foi baseado no acompanhamento de todo o processo de
controle tecnológico em obras de alvenaria estrutural. Como o único elemento
estrutural além de laje são as paredes, o sistema não permite quaisquer desvios de
resistência de alvenaria que possam prejudicar seu coeficiente de segurança. Todos
os estudos de caso permitiram concluir que para a correta inspeção dos seus
elementos é de extrema relevância a realização do controle tecnológico.
No estudo de caso 1 o acompanhamento da obra possibilitou a identificação
de problemas de resistência em ensaios de prisma. Concluiu-se que mesmo que as
resistências de blocos (fbk) e de argamassa (fam) atinjam resultados satisfatórios, não
existe a garantia de que os prismas também irão obter o resultado de resistência à
compressão requerida. O fpk é variante de diversos outros fatores que podem afetar
tanto a resistência da alvenaria, quanto apenas o resultado do ensaio, conforme
ocorreu neste caso. A investigação aprofundada e o controle tecnológico permitiram
essa conclusão, que evitou que fossem solicitados reforços desnecessários à
estrutura, dispensando gastos não previstos. Além disso, percebeu-se a importância
da separação de elementos de contra-prova para comprovação de resultados não-
satisfatórios.
No estudo de caso 2 concluiu-se que é altamente recomendável a realização
de ensaios de caracterização dos agregados que serão utilizados na composição do
graute, verificando se estão de acordo com a norma. Além disso, apesar de haver
um traço padrão de graute na construtora, deve ser executado o teste na obra onde
será utilizado antecipadamente à sua aplicação. No presente caso o traço foi pré-
determinado para todo o Brasil desconsiderando a existência de variações de
agregados para cada região do país. O ensaio de graute permitiu a constatação da
diminuição do coeficiente de segurança da estrutura devido ao baixo valor do fgk
obtido. Dessa forma, foi necessária a execução de pontos de reforço que
devolveram à estrutura sua capacidade de carregamento original. O custo total dos
reforços, incluindo material e mão de obra, foi de R$ 5.768,27.
101
O estudo de caso 3 permitiu a conclusão de que não são todos os desvios
de fbk que prejudicam a estrutura. As paredes menos carregadas apresentam
aumento dos coeficientes de segurança, além dos estabelecidos em norma, devido
à necessidade das paredes com maior solicitação atenderem seus carregamentos,
de modo que seja uniformizada a sua resistência necessária como padrão em todo o
pavimento. Concluiu-se também, que apesar de estarem presentes em menor
quantidade, algumas dimensões de blocos podem ter maior interferência nas
estruturas e promoverem a necessidade de execução de reforços. Neste caso foi
necessária a execução de oitenta e oito pontos de reforço para garantir a
capacidade das estruturas conforme o projeto inicial, que custou R$ 5.039,53.
Em todos os estudos de caso concluiu-se que é necessária a padronização
dos ensaios dos elementos da alvenaria previamente à execução das edificações,
eliminando a necessidade de reforços não previstos originalmente.
Nos casos 2 e 3, apesar de os custos de reforços não serem tão relevantes
se comparados aos orçamentos totais das obras, tratam-se de gastos não previstos
que poderiam ser evitados caso as não-conformidades fossem detectadas com
antecedência. Além do custo direto, o processo demandou custos indiretos, não
mensurados aqui, tais como o acompanhamento de um engenheiro responsável e a
análise e revisão do projeto, o que requisitou tempo e trabalho ao engenheiro
calculista.
Apesar de os reforços dos casos 2 e 3 não promoverem elevados custos,
em outras ocasiões, caso fossem constatadas resistências de elementos estruturais
com valores mais críticos, poderiam ser necessárias intervenções com maiores
quantidades de reforços ou então a necessidade de demolição da alvenaria,
ocasionando custos realmente expressivos e, em alguns casos, atraso de
cronograma da obra.
Por fim, caso o controle tecnológico não seja devidamente executado, as
não-conformidades não são identificadas e corrigidas, podendo promover a ruína
das estruturas e até mesmo ocasionar acidentes fatais.
102
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