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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DANIELLE MIQUELISSA GUEDES RESISTÊNCIAS NÃO-SATISFATÓRIAS DE ELEMENTOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL: ESTUDO DE CASO CURITIBA 2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DANIELLE MIQUELISSA … · tabela 27 – traÇo em massa e em volume de graute ..... 71 tabela 28 – ensaio de resistÊncia À compressÃo do graute

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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

Em memória de meu avô Alceu

Guedes, que tanto incentivou e desejou

fazer parte dessa conquista.

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

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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

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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

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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.

92

FIGURA 24 – CROQUI DE PONTOS REFORÇADOS COM GRAUTE FONTE: PROJETO ESTRUTURAL (2015).

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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7 ANEXOS

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INDICAÇÃO DE PONTO DE GROUTEAMENTO
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QUE NASCE NA 1ª FIADA
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FERRAGEM DO GROUT
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VER ELEVAÇÃO
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GROUT
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LEGENDA GROUTS
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EMISSÃO INICIAL
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CONTEÚDO
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DATA
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ANEXO 1 - CASO 2 CROQUI REFORÇO ESTRUTURAL BLOCOS 2, 3, 5, 6, 7 E 8 PAVIMENTO TÉRREO
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TORRE 1 - 4º PAVIMENTO (TIPO) - REFORÇO ALVENARIA TORRE 2 - 5º PAVIMENTO (TIPO) - REFORÇO ALVENARIA
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VER NOTA 7
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INDICAÇÃO DE PONTO DE GROUTEAMENTO
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QUE NASCE NA 1ª FIADA
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FERRAGEM DO GROUT
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VER ELEVAÇÃO
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GROUT
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LEGENDA GROUTS
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EMISSÃO INICIAL
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DATA
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ANEXO 2 - CASO 3 CROQUI REFORÇO ESTRUTURAL TORRE 1 - 4ª PAVIMENTO TORRE 2 - 5ª PAVIMENTO
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