Utilização de pozolana em argamassas de reforço para alvenarias resistentes

7/24/2019 Utilizao de pozolana em argamassas de reforo para alvenarias resistentes

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PATOLOGIA DAS CONSTRUES

UTILIZAO DE POZOLANA EM ARGAMASSAS DE REFOROPARA ALVENARIAS RESISTENTES

Joo Manoel Freitas Mota (1); Romilde Almeida de Oliveira (2); Karina Cordeiro de Arruda Dourado(3)

(1) Professor Mestre e Coordenador da Faculdade do Vale do Ipojuca FAVIP; Doutorando,UFPE. E-mail: [email protected]

(2) Professor Doutor Titular da Universidade Catlica de Pernambuco UNICAP;

Professor Permanente, Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil - UFPEE-mail: [email protected]

(3) Professora Mestre da Ps graduao da Faculdade do Vale do Ipojuca, Doutoranda,

UFPE. E-mail: [email protected]

RESUMO

Registra-se que na Regio Metropolitana do Recife diversos edifcios tipo caixo,

foram construdos com alvenaria resistente (de vedao com funo estrutural) comat quatro pavimentos. Sabe-se que, essas construes no apresentavamembasamento tecnolgico, nem to pouco se fundamentavam em normas tcnicaspertinentes. Os materiais utilizados, fundamentalmente os blocos, no apresentamdesempenho satisfatrio, implicando na insuficincia da capacidade de suporte dasparedes desse tipo de edifcio. Entretanto, vrias pesquisas foram desenvolvidas afim de se entender melhor o comportamento desse conjunto, para estabelecer umaforma de reforo objetivando um desempenho em servio estvel e durvel. Nessapremissa, trabalhos cientficos apresentam argamassa de revestimento armadacomo reforo, haja vista elevao da rigidez das paredes. Todavia, esse trabalhoprope a utilizao de pozolana para incremento do desempenho em servio edurabilidade satisfatria dessas argamassas. O presente trabalho objetiva avaliar ainfluncia da pozolana metacaulim em argamassas por meio de estudosexperimentais. Avaliaram-se propriedades mecnicas e outras relacionadas com adurabilidade. Os resultados indicam que a adio da pozolana metacaulim nasargamassas incrementa benefcios nas propriedades estudadas.

Palavras-chave: Alvenaria resistente, Argamassa armada, Argamassa com pozolana.

INTRODUO

Na Regio Metropolitana do Recife foram erguidos diversos edifcios tipo caixo apartir da dcada de 70. Essas construes apresentam essa nomenclatura, tendoem vista seu formato arquitetnico, uma vez que as paredes so continuas em todo


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permetro e ao longo dos pavimentos - predominantemente trreo mais trs. Sabe-

se que, esses edifcios foram construdos sem fundamentao tcnica e que foramempregados materiais e processos sem controle adequado para atenderem funesestruturais (MOTA, 2006).

Observa-se prximo de 6.000 edifcios caixo na Regio Metropolitana do Recife,onde abrigam cerca de 250.000 pessoas (OLIVEIRA, 2004).

Esses edifcios foram largamente concebidos devido seu menor custo em relaoaos convencionais de concreto, rapidez na construo e a abundncia da produoem Pernambuco dos blocos de concreto e principalmente cermico (OLIVEIRA ePIRES SOBRINHO, 2006).

Portanto, nesses edifcios construdos sem metodologia normalizada apresentaramdiversas manifestaes patolgicas, tendo como resultados dezenas deempreendimentos interditados e, ou, rudos.

Diversas pesquisas mostraram que as paredes mais carregadas no atendem sexigncias de segurana estabelecidas pelas normas tcnicas pertinentes,fundamentalmente, por conta dos blocos que no conferem requisitos de resistncia,espessuras, retrao, absoro, dentre outros aspectos. Entretanto, edificaes commais de 30 anos de servio continuam em operao (MOTA; OLIVEIRA, 2007).

Edifcios tipo caixo tiveram como causa mais predominante de colapso, a

deteriorao das paredes de fundao situadas acima das sapatas corrida deconcreto, devido a agressividade das guas do subsolo (OLIVEIRA, 2004). A Figura1 mostra esquema que caracteriza esses edifcios.

Buscando-se estabelecer modelos de reforo para edifcios tipo caixo, algunspesquisadores se aprofundaram em estudos objetivando conhecer de uma formaholstica como se comportava a estrutura para, a um s tempo, apresentaralternativas para estabilidade.

Pires Sobrinho et. al (2009) ensaiaram 145 paredinhas em alvenaria de blocoscermicos de oito furos (9x19x19) cm - nas dimenses 0,09m x 0,60m x 1,20m com

argamassa mista de cimento, cal e areia, na dosagem volumtrica de 1:1:6. Nessapesquisa concluiu-se que: o revestimento de argamassa aumenta a rigidez dasparedes, sendo este acrscimo proporcional a espessura e ao mdulo deelasticidade da argamassa; o revestimento no modifica a forma de ruptura dasalvenarias, que acontece de forma brusca, porm sendo constatado que h umaefetiva participao do revestimento no comportamento compressivo das paredes; oreforo com tela, com perfeito travamento no revestimento, eleva a capacidade deresistente das paredes, e, fundamentalmente, produz mudana significativa na formade ruptura, conduzindo um comportamento plstico, abaixo do patamar de ruptura,possibilitando redistribuio de esforos e deformaes entre elementos de umaestrutura.


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Figura 1- Detalhe esquemtico de uma edificao em alvenaria resistente(OLIVEIRA; SILVA; PIRES SOBRINHO, 2008)

Oliveira et. al (2008) ensaiaram prismas de alvenaria de blocos cermicos e deconcreto de vedao com finalidade estrutural. Planejaram-se prismas semrevestimentos e com revestimentos; prismas com tela de ao no interior da

argamassa de revestimento com e sem conectores (barras transversais) queinterligam as capas de revestimentos dos dois lados dos prismas.

Portanto, os autores obtiveram resultados, a saber: em prismas de blocos cermicoso revestimento contribui na capacidade de suporte em at 335% na carga; em quepese rupturas diversas, predominantemente, verificou-se ruptura devido a traolateral dos septos dos blocos, provocando o desequilbrio do estado deconfinamentos da argamassa de assentamento; no se verificou acrscimosubstanciais de carga quando se ensaiou prismas com tela sem conectores. Emprismas blocos de concreto verificou-se acrscimo no suporte devido a capa derevestimento em at 72%. Todavia, o acrscimo ocorreu patamares de at 159%

quando se utilizou ao; a tela uniformiza no interior do revestimento a distribuio dacarga com conseqente influncia na ruptura; quando utilizou-se camada dupla deargamassa armada o incremento do suporte chegou acerca de 300%; os conectores


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elevaram em 65% a capacidade de suporte axial; os prismas com trs centmetros

de revestimento armado com conectores elevaram 180% na capacidade de suporte.Entretanto, a capa de revestimento armado com dois, trs ou mais centmetros deespessura, independente da riqueza do trao, apresenta uma porosidade inerente amateriais cuja matriz cimentcia. Nessa ordem, deve-se imperativamente reduzir oteor de poros para que a armadura tenha maior barreira fsica, com o cunho dedificultar ataques de sulfatos, nvoa salina (ons cloretos), dixido de carbono,umidade, dentre outros agentes deletrios.

Pode-se dizer que a adio de pozolanas em materiais cuja matriz cimentciaprovoca um maior adensamento da mistura gerando uma reduo natural da

porosidade desde a interface (devido ao efeito parede) at a superfcie (NEVILLE,1997).

Avaliando a influncia de pozolanas como Metacaulim em argamassas, Galvo(2004) verificou que as argamassas adicionadas elevaram consideravelmente aspropriedades mecnicas e as relacionadas com a durabilidade, quando comparadascom argamassa mista sem adio (referncia). Sabe-se que, em diversos casos, asargamassas com Metacaulim se sobressaram na propriedade de aderncia.

A importncia da pozolana torna-se de tal ordem que sua finura permite seposicionar entre as partculas de cimento, preenchendo os vazios (efeito fsico filler), e proporciona a transformao em C-S-H (efeito qumico) quando a slica dapozolana combinada com o hidrxido de clcio do cimento. O fenmeno fsicoexplica a diminuio do teor de vazios, pois ocorre enquanto no se iniciam asreaes pozolnicas, tendo em vista preenchimento dos espaos existentes queseriam ocupados pelo ar (MOSEIS; ROJAS; JOSEPH COBRERA, 2001).

Em pesquisa com pozolana, concluiu-se que a adio desse material emargamassas tende a incrementar o desempenho mecnico em at 2,75 vezes, emespecial na resistncia de aderncia de argamassas inorgnicas (TAHA, 2001).

O presente trabalho objetiva avaliar a influncia da pozolana metacaulim emargamassas de revestimentos com o cunho de incrementar propriedades mecnicas

e propriedades relacionadas com a durabilidade. imperativo buscar melhoriassignificativas acerca da argamassa, sabendo que a argamassa armada apresenta-secomo forma importante e determinante para reforo dessas edificaes, sendoinvariavelmente porosa e com espessura pequena.

METODOLOGIA E MATERIAIS

Toda pesquisa foi executada no Laboratrio de Engenharia Civil LEC, daFaculdade do Vale do Ipojuca FAVIP (Caruaru, Pernambuco), haja vista fazer

parte das pesquisas cientficas desenvolvidas na instituio.


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Metodologia

Preparou-se quatro amostras de argamassas mistas inorgnicas contendo cimento,cal hidratada, areia e relao gua/ligante com todas na proporcionalidade emvolume de 1:1:6:1,5).

Famlia 1 sem adio da pozolana metacaulim, chamada de referncia.

Famlia 2 com 5% de metacaulim em substituio a massa de cimento.

Famlia 3 com 10% de metecaulim em substituio a massa de cimento.

Famlia 4 - com 15% de adio de metacaulim em substituio a massa decimento.

Ensaiou-se resistncia compresso axial; trao por compresso diametral;absoro total todos com corpos de prova cilndricos de 5 cm x 10cm; resistnciade aderncia trao, e, permeabilidade (absoro pelo mtodo do cachimbo) sendo 2 ensaios nas famlias de referncia (famlia 1) e na famlia 3, obtendo umaleitura na face do bloco e outro na junta, todas aos 30 (trinta) dias.

Concernente absoro pelo mtodo do cachimbo, pode-se relatar que o CSTC Centre Scientifique et Technique de la Construction - prope o ensaio para avaliao

da permeabilidade gua dos revestimentos nas paredes. O ensaio conhecidocomo Mtodo do Cachimbo baseia-se em fixar um tubo padronizado de vidro comformato em L, graduado em dcimos de mililitro. Sua borda circular fixa comselante no revestimento e preenchida com gua at a referncia (observa-se que apresso inicial sobre uma pequena rea da parede (5,31 cm2), de 92 mm de colunade gua, simula uma ao esttica do vento com velocidade de 140 Km/h). Por fim,efetua-se a cada 5 minutos a leitura da diminuio do nvel de gua em cm3, at queo nvel da gua atinja a marca de 4 cm3 ou se completem 15 minutos de ensaio.

Almeida; Carasek (2003) afirmam que o ensaio de permeabilidade pelo mtodo docachimbo simples e de rpida execuo, pode ser realizado em laboratrio e

campo, apresenta um custo baixo e o ensaio no destrutivo.

Na compresso axial, trao por compresso diametral e resistncia de aderncia trao utilizou-se 15 corpos-de-prova por idade por famlia, sendo todos ensaiadosaos 28 e 90 dias. Excetua-se na resistncia de aderncia trao, que apenas foiensaiado aos 90 dias. Na absoro total foram 6 corpos-de-prova nas idades 28 e90 dias.

Na resistncia de aderncia trao, realizou-se o corte quadrado de 10cm x 10cmna argamassa com posterior colagem com epxi das chapas metlicas. A rupturaocorreu aps 24 horas da colagem das chapas.

Executou-se o substrato em alvenaria de blocos cermicos de vedao, e sobre estaalvenaria aplicou-se chapisco, sendo que em uma das faces da alvenaria o chapisco


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foi tradicional (proporcionalidade 1:3:1, cimento:areia grossa:relao gua/ligante,

em volume) e na outra face aplicado o chapisco com uma adio de 5% demetacaulim em substituio ao cimento.

Materiais

Aglomerantes: Utilizou-se cimento CP II-F-32 e cal hidratada CH-I,amplamente utilizadas na regio;

Adies: A metacaulim utilizada industrializada na Regio Metropolitana doRecife, tendo como origem uma argila caulintica de alta reatividade, com asseguintes caractersticas bsicas (fornecido pelo fabricante): cor branca; densidadede massa especifica 2,49 g/cm3 e densidade de massa aparente 0,43 g/cm3;

Agregados midos: Utilizaram-se areia natural quartzosa amplamenteencontrada na Regio da Cidade de Caruaru PE. Esse material foi caracterizadopela densidade de massa especifica e aparente, determinao da curvagranulomtrica e coeficiente de uniformidade de acordo com o mtodo de Allen-Hazem. Este mtodo relaciona C=d60/d10, significando a equivalncia dapercentagem passante de material;

A Tabela 1 mostra caractersticas da areia natural, e a Figura 2 apresenta asua curva da distribuio granulomtrica.

Tabela 1 - Caractersticas da areia utilizada na pesquisa.Dimenso Mxima Caracterstica 2,36

Mdulo de finura 2,15Densidade aparente (g/cm) 1,63

Massa especfica (g/cm) 2,56Coeficiente de uniformidade 1,2

Figura 2 - Grfico indicativo da curva granulomtrica da areia


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Blocos: A base de alvenaria executado com blocos cermicos de vedao foi

construda ao lado do laboratrio e teve as seguintes caractersticas: medidasmdias de comprimento, altura e largura (19,0cm; 9,5cm e 19,1cm); massa 2.510g;IRA (Initial Rate Absorption) 12,2 g/200cm2/min. e absoro total 12,3%;

gua: A gua utilizada foi proveniente da rede de abastecimento daCompanhia Pernambucana de Saneamento (Compesa). Verificou-se que o pH dagua, no ato de sua utilizao, estava prximo de 6,5.

RESULTADOS E DISCUSSES

As propriedades mecnicas verificadas nos ensaios realizados apresentam-secompiladamente na Figura 3.

Figura 3 Resultados de algumas propriedades mecnicas

Pode-se verificar a importante elevao da resistncia compresso para asamostras adicionadas com metacaulim, quando relacionadas com a famlia semadio (referncia). Na mesma ordem satisfatria - tambm verificou-se para oensaio de resistncia trao por compresso diametral. Evidencia que a variveltempo favorece de maneira diretamente proporcional o incremento das reaespozolnicas.

A resistncia de aderncia trao est mostrada na Figura 4.


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Figura 4 Resultados da resistncia de aderncia trao

Verifica-se um crescimento da resistncia de aderncia trao diretamenteproporcional ao teor da adio da pozolana. Tambm pode-se relatar que a adioda pozolana no preparo da base chapiscada deve reduzir o nvel de porosidade,aumentando a extenso de aderncia, uma vez que se obtm maiores resistncias.

Objetivando avaliar aspectos acerca da durabilidade, realizou-se ensaios deabsoro de gua por imerso total. A Figura 5 apresenta os resultados.

Figura 5 Absoro total (mdia)


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No foi verificada reduo relevante na absoro por conta das adies. Infere-se

que as reaes pozolnicas ocorrem em longos perodos. Entretanto, tambm seinfere que os malefcios da reduo do teor de cimento deve ter sido mais relevantedo que os benefcios da adio, concluindo que essa reduo tem limites que devemser considerveis. Contudo, muito provavelmente a utilizao de aditivos tensoativos(plastificantes) reduzindo a relao gua/cimento, concomitantemente com asreaes pozolnicas, deve-se propiciar o refinamento dos poros de maneira maisacentuada.

No ensaio de permeabilidade no revestimento pelo mtodo do cachimbo verificou-se a aplicao de 2 pontos por cada famlia estudada (famlia 1 e famlia 3), sendouma na regio da junta e outra na regio da face do bloco. As Figuras 6 a (famlia

de referncia 1) e b (famlia - 3) apresentam os respectivos grficos. A Figura 7mostra o ensaio (in loco).

a bFigura 6 Grficos com os resultados de permeabilidade obtido atravs do mtodo

do cachimbo

Figura 7 Ensaio de permeabilidade com o cachimbo


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CONSIDERAES FINAIS

Baseado nos resultados laboratoriais, apresentam-se a seguir as consideraesconcluintes:

- A resistncia compresso obteve o maior incremento quando comparou-se os 28dias da famlia 1 em relao aos 90 dias da famlia 4, ou seja, aumentou 69,1%. Afamlia 4 teve o maior incremento dos 28 dias em relao aos 90 dias, ou seja,elevou-se a resistncia em 34,13%. Portanto, ocorreu aumento da resistncia compresso axial quando se aumentou o teor de substituio da metacaulim pelamassa de cimento, bem como, em relao ao tempo do ensaio (quando se

comparou 28 dias com 90 dias).- Quanto trao por compresso diametral, verificou-se um incremento da amostrade referncia (aos 28 dias) em relao famlia 4 (aos 90 dias) de 162,1%. Contudo,o incremento mximo verificado dos 28 dias em relao aos 90 dias foi na famlia 1,sendo 47,1%. Na mesma premissa, essa propriedade se eleva com a adio depozolana.

- Na resistncia de aderncia trao, verificou-se uma maior elevao de 39,5%quando se comparou a famlia 4 em relao famlia de referncia isso para opreparo da base em chapisco convencional sem adio. Quando se analizou aresistncia de aderncia trao do revestimento sobre chapisco com 5% deadio, a maior elevao foi de 16,5% (famlia 4 em relao a famlia de referncia).Pode-se inferir que a interface chapisco/substrato governa a ruptura, haja vista maiorproximidade dos resultados quando se chapiscou com adio. Contudo, avaliandotodos os resultados (chapisco sem e com adio) a elevao foi de 53,5% quandose comparou a famlia 4 cujo chapisco teve adio, com a famlia 1 com chapisco,sem adio.

- Na absoro total, a maior elevao ocorreu em 40% quando se comparou afamlia 3 em relao de referncia. Ademais, de forma geral, verificou-se umatendncia de parmetros similares entre as famlias. Sabe-se que as reaespozolnicas ocorrem a longo prazo. Portanto, em perodos maiores espera-se quesejam observados incrementos mais relevantes e lineares. Entretanto, utilizandoaditivos plastificantes reduzindo a relao gua/aglomerante, o refinamento daporosidade poder ser ainda maior. Nessa premissa, sugere-se novas pesquisascom esse contexto para buscar identificar maiores incrementos nas propriedades deuma forma geral em argamassas com adio de pozolana.

- No ensaio com o cachimbo, observou-se reduo (na curva mdia) dapermeabilidade na famlia com adio quando comparada com a de referncia. Essaconstatao pode ser justificada, tendo em vista a ocorrncia do efeito filler.Observou-se tambm que houve menor absoro nos pontos da regio da junta emrelao aos pontos situados na regio da face do bloco. Nesse caso, pode-seponderar que ocorre maior dificuldade de penetrao de gua nas juntas, existindona face uma irradiao da gua.


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