Untitled - CINVESTAV Unidad Mérida

Asociación Latinoamericana para el Control, Patología y Recuperación de las Construcciones
VIII Congreso Latinoamericano de Patología de la Construcción
X Congreso de Control de Calidad en la Construcción
CONPAT 2005. Vol. II : Patología de la Construcción
Asunción, Paraguay. Editado por CONPAT 2005
Capítulo V: Edificios Historicos, Trabajo AR04 , pp. V.1 - V.8
DIAGNÓSTICO DE LESIONES, EDIFICIO DE VALOR HISTÓRICO PATRIMONIAL
“PLAN DE TRABAJO E INTERVENCIONES ETAPABILIZADAS”
S. Saurit, J. Cocciolo, Ma. M. Cinalli
RESTAURARQ — Arquitectura y Restauración — Pje. Santo Tomás 309 -Córdoba — Argentina.
RESUMEN
En la ciudad de Altos de Chipión, la parroquia San Eduardo Rey, representa el más importante edificio de carácter
histórico patrimonial.
Este, ubicado en los “altos”, favorecido respecto de los pueblos vecinos, no sufrió inundaciones aunque una falla
tectónica lo tiene en vilo desde su creación.
Nuestra intervención, destaca la nobleza de la edificación, en mampostería de ladrillos comunes de barro cocido.
Las condiciones climáticas mas adversas y cambiantes, junto a malas intervenciones, aceleraron su degradación.
Nos atañe mostrar como combatir la humedad capilar ascendente y la tecnología utilizada para restituir el
monolitismo de la mampostería; metodología para impedir las filtraciones de agua de lluvia; proyecto y ejecución
de recalce de muros, ya que sus cimientos son inexistentes y adentrarse en el ambicioso proyecto, que nos permita
recuperar con respeto, este patrimonio, junto a su historia.
SUMMÁRY
In the city of Altos de Chipión, the parish San Eduardo Rey, represents the most important building of patrimonial
historical character.
This, located in those “Alto”, favored regarding the neighboring towns, it didn’t suffer floods although a tectonic
flaw has it in vilo from its creation.
Our intervention, highlights the nobility of the construction, in masonry of bricks common of cooked mud.
The climatic but adverse and changing conditions, next to bad interventions. they accelerated their degradation.
It concerns us to show as the upward capillary humidity and the technology used to restore the monolitismo of the
masonry combatting; methodology to impede the filtrations of ram water; project and execution of recalce of walls,
since their foundations are nonexistent and to go into in the ambitious person proj ect that allows to recover with
respect, this patrimony, next to their history.
V.2 S. SAURIT, J. COCCIOLO, Ma. M. CINALLI
INTRODUCCIÓN
Son básicamente cuatro las etapas que ordenan el desarrollo del trabajo realizado, tres de ellas
ya han sido ejecutadas y una está en proyecto próxima a ejecutarse. Desde el año 2002 en que
tomamos contacto con el edificio, comenzamos con la primera que fue la devolución del
monolitismo que el sistema murario había perdido a través de agrietamientos sufridos por
asentamientos diferenciales y por acciones sísmicas, la segunda fue el recalce de los muros
habiendo detectado un riesgo de colapso del suelo por su incapacidad resistente frente a la
presencia de agua, la tercera trató un bloqueo hidrostático de la ascensión capilar de agua en
muros, revestimientos y pinturas que por ello se degradaron paulatinamente, por último la etapa
de proyecto será la rehabilitación estilística y morfológica cualidades perdidas en sucesivas
intervenciones
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Rehabilitación estilística y morfológica
Figura N° 1
A doscientos treinta kilómetros de la ciudad de Córdoba, por la ruta 17 llegamos a la localidad
de Altos de Chipión. La ruta corre paralela a las, ya en desuso, vías del ferrocarril. Acordemos
que este fue, en su momento, el medio de comunicación mas importante en nuestro país y en
consecuencia la base del desarrollo para el sector agricultor y ganadero.
Es sumamente notable, cuando nos acercamos a esta localidad, como la llanura que nos
acompaño todo el viaje , de repente se transforma en una elevación, como si esta fuera una
meseta, relieve que califica y otorga parte del nombre al pueblo (altos) y se completa con el del
cacique que regía en aquel entonces ese lugar (chipión).
La localidad integra el departamento San Justo, y tiene como vecino inmediato hacia el norte, la
laguna de Mar Chiquita
En el año 1925, los habitantes del lugar encargan a la empresa Andreini y IV lariotti, de la
vecina localidad de Morteros, la construcción del edificio, y así en menos de un año la empresa
daba por terminada la obra. (Figura N° 1)
Diagnóstico de Lesiones , Edificio de Valor Histórico Patrimonial V. 3
La planta del templo, se desarrolla en una sola nave, un crucero corto, y en el altar el remate del
ábside poligonal.
Su exterior con características de un estilo arquitectónico neo medieval, comulgan detalles
románicos y góticos. En su interior, su tendencia es netamente italianizante de estilo renacentista.
Este estilo arquitectónico prevalecía al final del siglo diecinueve y principios del veinte en los
países de Europa de donde provenían habitantes y artesanos encargados de la construcción.
Construido en mampostería de ladrillos cocidos, asentados sobre mortero de cal, técnica utilizada en
la mayoría de los edificios similares de esta época y para este fin. La totalidad del perímetro de la
estructura muraria, se desarrolla en tramos rectos de 4,20 metros de largo, con un espesor de 0,30
metros, alternados con pilares, alcanzando ensanchamientos de hasta 1 metro.
El exterior de ladrillos a la vista con juntas al ras, y un basamento revocado a la cal de 0,50 metros
de altura. En el interior el revoque a la cal, reviste muros, pilastras y a molduras.
El techo materializado en dos aguas, con cabriadas de madera, cubierta de chapa zincada y el
acabado interior con cielorraso de cañizo revocado, en forma de cañón corrido.
La metodología para el reconocimiento del templo en nuestra primera visita, se hizo a través de una
apreciación visual y sensible, se destaca el rol emblemático en la trama urbana. Además relevamos
datos arquitectónicos de planta y alzadas del edificio con medidas aproximadas.
Tomamos fotografías del exterior e interior, generales y particulares de los detalles arquitectónicos,
estilísticos y de su patología. Se fotografiaron imágenes religiosas, equipamiento y elementos
litúrgicos que nos servirán para una etapa posterior de nuestra intervención.
Los datos iconográficos del interior en distintas ocasiones de la vida social, sirvieron para detectar
algunos cambios en su morfología, como así también un plano del terreno y datos catastrales.
Devolución del monolitismo murario
En el año 1925, no existía reglamentación alguna respecto de cómo se debía construir para afrontar
esfuerzos verticales ascendentes, horizontales combinados o no, desconocidos hasta entonces.
El método constructivo no contempla, armaduras, perfiles ni elementos encadenados, mas aun, no
posee el clásico ensanche de cimientos.
El implante del templo sobre una falla tectónica, que recorre la provincia transversalmente a la
cordillera de los Andes.
El INPRES , instituto nacional de prevención sísmica delimitó zonas y la provincia de Córdoba,
siendo zona 1 equivalente a una baja peligrosidad sismica, un antecedente, en el año 1977 ocurrido
en la provincia de San Juan con epicentro en la localidad de caucete, de grado de 6 en la escala de
Rister afectó algunos edificios, y este sufrió el agrietamiento de la mampostería, el desequilibrio de
sistema y homogeneidad estructural.
En nuestro primer contacto con la iglesia, año 2002 analizamos el sistema estructural estático
relevamos los daños, manifestándose claramente que la fractura de los muros arriesgaba la
estabilidad del edificio, vulnerable ante una nueva y muy probable reincidencia sísmica.
Entendimos la prioridad en restablecer la integridad y homogeneidad de la estructura muraria, y
para ello propusimos utilizar técnicas de “costuras de muros” y el uso de” broches” de acero.
V.4 S. SAURIT, J. COCCIOLO, Ma. M. CINALLI
Recalce de muros
En nuestra etapa de análisis, verificamos la ausencia de cimientos, sólo la mampostería de
fundación sin ensanche de muro y hasta una profundidad de 0,80 m desde el nivel de piso exterior
Previo al proyecto se analizó el tipo de suelo y su resistencia, tanto en seco como en saturado. El
tipo de suelo es un limo arcilloso de muy baja resistencia ante la presencia de agua,
aproximadamente 0,150 a 0,200 Kg./cm2
En el análisis de carga del edificio, éste somete al terreno a una carga de 3,00 Kg./cm2
aproximadamente, el estado en seco y confinado son factores que actúan como estabilizadores. Los
muros de borde si están amenazados por la invasión de agua de lluvia, ya que el edificio cuenta con
caída libre para sus techos, agua discurre penetrando a traves del contacto vereda perimetral y los
muros propiamente dichos. Las condiciones aquí expuestas amenazaban gravemente la estabilidad
estructural de la cimentación del edificio
Debimos entonces pensar en como agrandar la superficie de transferencia de cargas de muros y
pilares, mediante bases, pozos romanos y perfiles introduciéndonos literalmente debajo de ellos.
Bloqueo hidrostático de la ascensión capilar de agua
El templo, en todo su perímetro, contaba con un claro y manifiesto daño provocado por la presencia
indeseada de agua en la base de los muros, los síntomas mas claros fueron las manchas en las
pinturas interiores y exteriores más la desagregación de revoques tanto los exteriores como los
interiores, ver figuras 2 y 3. Se Practicó una cala en el muro en diversos lugares verificando la
ausencia de capa aisladora siendo ésta la principal causa del daño aquí descrito
FiguraN° 2
FiguraN° 3
RESULTADOS
Rehabilitación estilística y morfológica
Cualidad y calidad arquitectónica, sufrieron un proceso de degradación. Para ello nos ocuparemos
de analizar diagnosticar, evaluar los cambios mecánicos, físicos y químicos, revirtiendo además
equivocadas intervenciones.
Diagnóstico de Lesiones , Edificio de Valor Histórico Patrimonial V. 5
Debemos tener presente en nuestra intervención como especialista la tríada Vitruviana para lograr
que el edificio recupere su integridad (Fírmitas), su aspecto (Venustas) y su habitabilidad
(Utilítas). Definitivamente, rehabilitemos el edificio que vamos a restaurar.
Altar principal. Demolición de un muro semicircular paralelo al ábside, que se construyó en los
años sesenta, ésta intervención rompe con la idea morfológica y estilística original.
En las envolventes del ábside, donde se eliminó el revestimiento continuo que estaba degradado,
se repondrá en parte por encima de los cuatro metros, un revestimiento grueso y fino a la cal y el
área por debajo de esa cota se proyecta un revestimiento, a manera de zócalo alto, de madera con
bastidores y tableros, lustrado en nogal como el resto de la carpintería del templo.
Se intentará reponer el púlpito original de madera policromada, que en este momento se
encuentra en el museo de la ciudad. Debemos destacar que este elemento formaba parte del
antiguo y original altar que fue removido en el momento de la intervención de los años sesenta
que hemos descrito.
Altares laterales. Rediseño, eliminación y modificación de algunos elementos en ambos
altares laterales. Estos fueron realizados en distintas épocas y con criterios totalmente disímiles,
tanto en alturas como en su morfología. Con esta intervención deseamos que ambos mantengan
cierta relación de proporciones, y de alguna manera se parezcan.
Coro. En esta zona, que se encuentra en el entrepiso sobre el ingreso, se relaciona con el templo a
través de tres arcos, uno central de medio punto y dos semiarcos laterales, donde
proyectamos dos encatrados de madera, para crear intimidad y destacar el vacío del arco central.
Revoques y molduras interiores. Se repondrá, en todas las envolventes interiores, el revestimiento
continuo grueso y fino a la cal que se eliminó por encontrarse degradado, rehaciendo todas las
molduras y relieves que se encuentren dañadas.
Solados interiores. Se mantiene la idea de colocar baldosas calcáreas, con los colores ya
existentes. Debemos destacar que las baldosas se tuvieron que remover para poder trabajar en el
recalce de los cimientos.
En este proyecto se hará una guarda perimetral paralela al articulado de los muros con las
pilastras. para aumentar el efecto morfológico y luego se colocaran en el área donde se ubican los
bancos las baldosas lisas y en los espacios libres de muebles se colocarán baldosas decoradas.
Acabados superficiales de los revestimientos continuos interiores. El tema del color y de su
textura constituyen en muchos casos el eje central del proyecto de restauración. Debemos
acordar, en este punto, que los parámetros técnicos están básicamente en función de las opciones
fundamentalmente en los aspectos cromáticos. Podemos decir que acabado y color son términos
sinónimos.
Se propone pintar y patinar las superficies con látex en distintos tonos (tierras, ocres, verdes
secos y muy poco de algún azul con gris) para lograr claros oscuros que realcen la arquitectura Y
a diferencia del blanco, que refleja la luz incidente sin absorberla, los pigmentos de color captan
y absorben de una manera selectiva.
Iluminación en el interior. Se propone fundamentalmente una iluminación de difusión general
complementada con otra puntual resaltando relieves, cornisas y pilastras. Diseño de circuitos y
artefactos a utilizar.
Reubicación de los elementos decorativos y las imágenes religiosas.
Envolventes exteriores. La polución atmosférica, como así también la humedad, cuando esta
alcanza un grado elevado, afectan a la mampostería de ladrillos cocidos, perdiendo su viveza
original. No podemos olvidarnos, por otra parte, la alcalinidad propia de la composición que
V.6 S. SAURIT, J. COCCIOLO, Ma. M. CINALLI
favorece a la aparición de manchas blanquecinas o de eflorescencias debidas a la formación de
carbonatos y sulfatos en la superficie.
Se propone realizar un hidrolavado en toda su superficie, luego recomponer la junta que se
encuentra en partes degradada, y finalmente una hidrofugación de toda la superficie con siliconas.
Solados exteriores. El entorno inmediato al templo, ha sufrido intervenciones que no favorecen a
protegerlo, ni lo acompañan estilísticamente. Se proyecta en todo el perímetro una vereda, para
que proteja el suelo donde este se encuentra fundado, diseñada para acompañar la morfología y
relacionarla con el espacio exterior, otorgándole una prolongación estética y funcional.
Imágenes en piedra en el frente. En las dos hornacinas de la fachada principal se colocarán dos
esculturas representando una a San Pedro y la otra a San Pablo
Reloj en el campanario. En la espina campanario, donde ya está previsto desde la construcción
del templo, se colocará un reloj.
Iluminación en el exterior. Se proyecta una iluminación puntual, dentro del campanario, para
otorgarle volumen, complementada con iluminación rasante en los elementos estructurales
verticales, para acentuar el sentido de espiritualidad del estilo arquitectónico.
Devolución del monolitismo murario
Las costuras se realizaron en las juntas horizontales de la mampostería tomando como centro la
propia grieta. El método consistió en retirar el mortero de asiento hasta la mitad del espesor del
muro y se le colocó un mortero modificado con polímeros acrílicos que mejoran la adherencia y
presenta una ligera cualidad expansiva que asegura la plena confinación del alojamiento creado.
Una vez colocada la mezcla ocupando un tercio de la oquedad se le colocó una varilla de acero de
4,2 mm de diámetro y de 1,20 m de longitud, 0,60 m a cada lado de la traza de la grieta;
posteriormente se relleno los dos tercios restantes con el mismo mortero empleado anteriormente.
Esta operación debe ser realizada paso a paso sin permitir el endurecimiento de la primera
postura ya que la segunda aplicación del mortero deberá ser con la unión de pastas frescas.
La metodología contempla la ejecución de una costura cada tres hiladas alternadamente a cada
lado del muro a recomponer, ver figura N° 4, si bien es cierto que al sistema no se lo ha puesto a
prueba, la metodología empleada garantiza un pleno restablecimiento de la unidad estructural
perdida en el mismo momento de producirse la fractura del muro. Cuando la grieta tiene más de
450 y su tendencia es vertical empleamos este método, de lo contrario utilizamos los broches.
El otro método es el ya mencionado uso de broches, éstos elementos reemplazan a las
denominadas “llaves”, éstas son muy difundidas en nuestro medio por los “idóneos” de la
construcción.
Los broches de acero superan bastamente las dificultades que el proceso antes descrito presenta;
se trata de platabandas de acero de 3,2 mm de espesor, 6 cm de ancho y entre 45 cm y 65 cm de
largo formando una “Z” recta, las medidas de espesor depende del ancho de corte de un disco
diamantado aproximadamente 3,5 mm, el ancho depende que para una amoladora de 22,86 mm
de diámetro de disco, éste corta penetrando un máximo de 7 cm de profundidad. Los esfuerzos a
los que deberá estar sometido el muro nos indicara por cálculo de esfuerzos de corte que una
pieza es capaz de soportar, así sabremos la cantidad de piezas que estarán uniformemente
distribuidas en toda la trayectoria de la grieta.
Estos elementos son estables dimensionalmente, no hay que alterar el muro con roturas ni fuertes
golpes y su comportamiento en el tiempo es verdaderamente óptimo. Como los broches estarán
en contacto con morteros y cerámicas cocidas que pueden contener sales, hidróxido de calcio u
Diagnóstico de Lesiones , Edificio de Valor Histórico Patrimonial V. 7
otros componentes de origen químico, físico, mineral, ambiental, etc., se protege esta placa de acero con
una pintura epoxi de base bituminosa, aclarando que también pueden ser de acero del tipo inoxidable si el
coste lo permite.
Una vez que e! operario tiene todas !as indicaciones, éste toma un broche y marca e! muro, (a! que
previamente se !e quito e! revoque) con un !lápiz usándolo de molde guía, corta !a mampostería con !a
amoladora por !a marca previa debiendo pasarse en !os encuentros para asegurar !a uniforme profundidad
del alojamiento de! broche. Posteriormente toma el broche y golpea este hasta que haya penetrado por
completo en lo más profundo del tajo.
La disposición de los broches responde a un patrón de intercalar direcciones, trayectorias y posiciones ver
figura N° 5
FiguraN° 5
Recalce de muros
Formamos un equipo con dos ingenieros civiles para así proyectar el recalce. Objetivamente este se
centró en dos métodos claros y bien diferenciados:
1) Ejecución de bases armadas bajo !os ensanches de muros — pilastras
2) Colocación de vigas metálicas de IPN N° 30 bajo !os pilares con mas carga y estas vigas
apoyadas en ambos extremos por !os cabezales de pozos romanos ejecutados para tal fin y
hasta una profundidad de hasta — 3,00 m
En la figura N° 6 se aprecia la disposición de los tipos de recalces adoptados.
V.8 S. SAURIT, J. COCCIOLO, Ma. M. CINALLI
Bloqueo hidrostático de la ascensión capilar de agua
La metodología para detener la ascensión capilar del agua fue la inyección de siliconas en base a silanos
y siloxanos solubles en solventes, con perforaciones de 20 mm de diámetro en profundidades de hasta
3/4 del espesor del muro tratado. Aplicadas en la base del muro, a unos 5 cm a 10 cm del nivel de piso
interior, donde debiera estar ubicada la capa aisladora. Para garantizar la saturación se realizaron veinte
perforaciones por metro lineal, una cada 10 cm en una capa y otra capa a 8 cm de ésta disponiendo los
huecos al tres bolillo. Perforado y limpiado con aire a presión, el orificio, así se saturó la totalidad del
muro con el producto, ver figura N° 7
.
La intervención y posterior aplicación se hizo por fuera del edificio trabajo sucio que ocasiona un
elevado nivel de ruidos por las maquinas, además del respeto por un templo religioso, siendo la consigna
utilizar normalmente el recinto durante los trabajos.
Posteriormente a la recomposición de la capa aisladora se procedió a realizar un bloqueo hidrostático
con cementos modificados predosificados en base acrílica. Este bloqueo se aplicó, en el paramento
interior del muro, a pincel desde el nivel de piso interior hasta una altura aproximada de 0,50 m. La
función principal fue la contener el liquido aplicado dentro del muro, para que su posterior evaporación
sea solo hacia la cara exterior.
El bloqueo no tiene mas de 2 mm de espesor así que el revoque nuevo de los muros interiores, ya que
fue quitado por completo en una intervención anterior a la nuestra, se podrá aplicar por encima del
bloqueo sin afectar ambas aplicaciones. Ver figura N°8, N° 9 y N° 10
Bibliografía consultada:
Autores varios, DCTA — UPM, Tratado de Rehabilitación, Patología y Tecnicas de Intervención, Munilla — Lería,
Madrid, España, mayo 2000
Pizzi, Celso Oscar, Mantenimientos de los edificios, CEPCO Ediciones, Argentina Córdoba 1986
Asociación Latinoamericana para el Control, Patología y Recuperación de las Construcciones
VIII Congreso Latinoamericano de Patología de la Construcción
X Congreso de Control de Calidad en la Construcción
CONPAT 2005. Vol. II : Patología de la Construcción
Asunción, Paraguay. Editado por CONPAT 2005
Capítulo II : Materiales, Trabajo BR68, pp. II. 41 - II.48
ESTUDO COMPARATIVO DOS EFEITOS DE ALTAS TEMPERATURAS EM PAINÉIS
CONSTRUÍDOS COM ALVENARIA DE BLOCOS CERÂMICOS E DE PVC
PREENCHIDOS COM CONCRETO
D. L. Klein, J. L. Campagnolo, L. C. P. Silva Filho, R. C. A. Lima
Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Osvaldo Aranha, 99
– térreo, CEP 90035-190, Porto Alegre, RS, Brasil
RESUMO
O presente trabalho descreve uma série de testes realizados para verificar o comportamento,
frente a elevadas temperaturas, de um sistema construtivo inovador. A principal inovação
corresponde às paredes construídas com perfis de PVC, recheados com concreto com cinza
volante e incorporador de ar. Os objetivos da pesquisa foram determinar a transmissão de calor
nas paredes deste sistema e de paredes tradicionais construídas com blocos cerâmicos maciços e
vazados, baseada nos requisitos da norma NBR 5628/1980. Para a realização dos ensaios
utilizou-se um forno elétrico computadorizado. Para os testes, paredes com espessuras de 75 e
100 mm de PVC, paredes maciças de 130 e 230 mm e paredes de 180 mm de blocos cerâmicos
vazados, foram instrumentadas com termopares posicionados em diversos pontos. Os ensaios
indicaram que a transmissão de calor ocorre de forma a estabelecer um retardo térmico
importante quando se consideram os possíveis efeitos de um incêndio.
Palavras Chaves: altas temperaturas, resistência ao fogo, transmissão de calor, painéis de PVC.
ABSTRACT
The present work describes a series of tests carried out to characterize the behavior of a new
construction system when exposed to high temperatures. The main feature of the system is the
use of walls composed of interconnected PVC panels filled with a fly-ash concrete with airentrainment. The main objective was to evaluate the heat transmission on these wall elements,
comparing them with traditional brick walls, using an special electric oven. Each wall was
instrumented with thermocouples in different depths. The results of two PVC walls, 75 and 100
mm thick, were compared to those obtained from two solid brick walls, 130 and 230 mm thick,
and to one 180 mm wall, built with ceramic blocks. The tests indicated that the heat transmission
of the new system is adequate and that there is an important thermal dely wich is vital when fire
exposure is considered.
Keywords: high temperatures, fire resistance, heat transmission, PVC panels.
II.42 D.L. KLEIN, J.L. CAMPAGNOLO, L.C.P. SILVA FILHO, R.C.A. LIMA
INTRODUÇÃO
A análise da exposição de painéis a altas temperaturas objetiva verificar o seu comportamento
frente a intensos fluxos de calor provenientes da fase de inflamação generalizada de um incêndio.
Numa edificação, o tempo para ocorrência desta inflamação generalizada depende da natureza
dos materiais presentes nas superfícies dos elementos construtivos. A utilização de materiais
adequados permite que esse tempo seja prolongado, elevando o nível de segurança ao fogo da
habitação.A capacidade dos elementos construtivos de suportarem a ação de altas temperaturas é
denominada de “resistência ao fogo”; quanto maior a resistência ao fogo, maior a possibilidade
de conter o alastramento do incêndio ou manter a estabilidade estrutural da habitação. O
procedimento recomendado para a determinação da “resistência ao fogo” é indicado pela NBR
5628 [1]. Tendo em vista o uso dos painéis de PVC, preenchidos com concreto com cinza, na
construção de habitações isoladas ou geminadas [3] [4] [6], é fundamental a análise da
transmissão de calor de uma face para outra das paredes localizadas na separação de duas
habitações, visto que as normas de segurança contra o incêndio exigem que os elementos
construtivos sejam estanques a gases quentes e que não apresentem degradações estruturais como
fissuras e trincas que comprometam a sua estanqueidade permitindo a propagação do incêndio de
uma habitação para outra. Este trabalho apresenta os resultados obtidos nos ensaios realizados
para verificar o comportamento frente a elevadas temperaturas das paredes de PVC, recheadas
com concreto, em um sistema construtivo inovador avaliado e otimizado pelo Laboratório de
Ensaios e Modelos Estruturais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Também foram
ensaiados painéis de alvenaria de blocos cerâmicos maciços, com espessuras de 130 e 230 mm,
revestidos com argamassa nas duas faces e um painel de 180 mm de espessura, construído com
blocos cerâmicos vazados revestidos com argamassa, com o intuito de compará- las com os
painéis de PVC.
PAINÉIS DE PVC PREENCHIDOS COM CONCRETO
Caracterização dos Materiais Componentes
PVC. O cloreto de vinila é um dos produtos químicos mais utilizados, especialmente na forma
polimérica de polivinil cloreto (PVC). O monômero base é fabricado através de reações de
pirólise e oxicloração do etileno. O PVC pode se apresentar na forma rígida ou flexível, opaco ou
transparente, brilhante ou fosco, colorido ou não dependendo dos aditivos utilizados. O PVC,
utilizado com função estrutural, como é o caso do Sistema Construtivo CASAFORTE [3] [4], é
normalmente rígido , opaco, fosco, e branco. O que compromete a vida útil do PVC é a sua
tendência, durante o envelhecimento, de perder íons hidrogênio e cloro que se combinam na
forma de ácido clorídrico (HCl). Este HCl liberado age como catalisador para a liberação de mais
íons H e Cl que, ao saírem da cadeia deixam ligações em aberto, o que produz o enfraquecimento
do material. Os fatores que desencadeiam este fenômeno de degradação são devidos,
principalmente, a exposição a altas temperaturas ou a radiações do tipo gama ou ultravioleta
(UV). Adições de estabilizantes à base de metais podem reduzir este efeito. A formulação
utilizada para execução dos perfis de PVC do Sistema Construtivo, utiliza aditivos para aumentar
a trabalhabilidade, a dureza e conferir maior resistência à radiação UV e variações térmicas.
Amostras do PVC ensaiadas entre 25 e 180ºC para determinação da temperatura de distorção
térmica, mostraram que esta temperatura encontra-se entre 85 e 90ºC produzindo alterações em
Efeitos de Altas Temperaturas em Painéis Construídos com Alvenaria de Blocos II.43
sua estrutura e perda de suas propriedades resistentes; estes ensaios foram feitos utilizando o
equipamento Dynamic Mechanical Analyser.
Concreto de Preenchimento. O Sistema Construtivo CASAFORTE foi desenvolvido,
inicialmente, para a produção de casas térreas sendo o valor da tensão de projeto requerida para o
concreto de preenchimento correspondente a 0,5 MPa. O concreto com cinza volante apresenta
boas características graças às propriedades físico-químicas da cinza. Sendo constituída de
partículas finas e esféricas, com altos teores de sílica e alumina, a cinza apresenta boa reatividade
e caráter pozolânico. A cinza combina-se com o hidróxido de cálcio, gerado pela hidratação do
cimento, formando compostos resistentes, incrementando a resistência do material. Diversos
traços foram analisados resultando concretos com diversas densidades, variando de 19 a 21
kN/m³, com excelente trabalhabilidade e propriedades térmo-acústicas devido à incorporação de
aditivos superplastificante e incorporador de ar. A evolução de sua resistência característica, em
relação ao tempo, depende fundamentalmente do teor de cinza incorporado, obtendo-se concretos
com fc28 entre 5 e 20 MPa.
BLOCOS CERÂMICOS MACIÇOS E VAZADOS
Para a confecção dos corpos de prova dos painéis de alvenaria de blocos cerâmicos maciços,
forma utilizados tijolos com dimensões de 10 x 20 x 5 cm, assentados com argamassa de cal +
areia + cimento e revestidos, em ambas as faces, com a mesma argamassa. A espessura do
revestimento foi de 1,5 cm, resultando, desta forma, painéis com 130 mm e 230 mm de
espessura. O painel construído com blocos cerâmicos vazados ut ilizou tijolos vazados, com furos
redondos, dispostos no sentido longitudinal no bloco, que apresentou 14,5 x 10 x 20,5 cm, para as
suas dimensões. Para o assentamento e revestimento do painel, foi utilizada uma argamassa de
cal + areia + cimento. As duas faces verticais menores do painel, foram revestidas com tijolos
maciços, na posição de “cutelo”, fixados com argamassa nos furos e bordas dos blocos vazados.
Este revestimento objetivou fechar os furos dos tijolos vazados para evitar a dispersão do calor
irradiado durante o ensaio.
CORPOS DE PROVA ENSAIADOS
Com o intuito de analisar o comportamento dos painéis de PVC com concreto com cinza e dos
painéis de alvenaria de blocos cerâmicos maciços e vazados, foram feitos ensaios de exposição
dos mesmos a altas temperaturas com a utilização de um forno elétrico computadorizado
especialmente projetado para este tipo de ensaio, que permite aplicar temperaturas até 1050ºC,
com crescimento programado de temperatura numa precisão de 1ºC. Os corpos de prova, com
dimensões indicadas na figura 1, são acoplados na abertura frontal do forno, de dimensões 500 x
500 mm, e submetidos a uma temperatura de 800ºC em uma de suas faces. A aquisição da
temperatura é feita com auxílio de termopares. Foram ensaiados dois corpos de prova, de painéis
de PVC com 75 mm de espessura, um corpo de prova de PVC com 100 mm de espessura, dois
corpos de prova de blocos cerâmicos maciços com 130 e 230 mm de espessura e um painel de
bloco cerâmico vazado com espessura de 180 mm. A figura 1 mostra o croqui de um corpo de
prova de parede com espessura de 100 mm e a figura 2 mostra a disposição dos termopares para a
medição das temperaturas.
II.44 D.L. KLEIN, J.L. CAMPAGNOLO, L.C.P. SILVA FILHO, R.C.A. LIMA
TAMPA DE PVC
100
PAREDE DE PVC - 100mm
UNIDADES EM MILÍMETROS
PERFURAÇÃO PARA A
SAÍDA DOS GASES
Ø 5 mm
A
CORTE AA'
TAMPA DE PVC
A'
PVC
PVC
CONCRETO COM CINZA
325
360
650
2
2
720
100
Figura 1 – Croqui do corpo de prova de um painel de PVC com 100mm de espessura.
CORPO DE PROVA CP3
PAREDE DE PVC - 100 mm DE ESPESSURA
PROFUNDIDADE DOS TERMOPARES (TP)
25
25 25
25
325
FACE AQUECIDA
100 mm (TP2) - face aquecida
95 mm (TP3)
75 mm (TP4)
50 mm (TP5)
25 mm (TP6)
5 mm (TP7)
0 mm (TP8) - face não exposta
45°
650
TP4
TP2
TP5
TP6
TP3
TP8 TP7
25
25
TP1 - Mede a temperatura do forno
360
100
720
Figura 2 - Croqui da disposição dos termopares para medição das temperaturas.
Efeitos de Altas Temperaturas em Painéis Construídos com Alvenaria de Blocos II.45
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Forno Elétrico. Para a aplicação do calor numa das faces dos corpos de prova, foi empregado
um forno elétrico com potência de 18 kw/h, com controlador automático de temperatura digital
microprocessado, com precisão de 1ºC, com programação de aquecimento e resfriamento. O
forno apresenta isolamento térmico com fibra cerâmica e uma porta frontal com abertura de 500 x
500 mm. Ele é dotado com resistências em aço Kanthal A1 e permite desligar as situadas na
porta, funcionando somente as internas. O forno pode aplicar temperaturas de até 1050°C (figura
3).
Termopares. Os termopares são sensores de medição de temperatura, do tipo K, com faixa de
medição de –90ºC a 1380ºC, possuindo linearização por software e compensação da junta fria. A
precisão de leitura é de 0,2% da faixa máxima. A sua calibração vem de fábrica, não necessitando
ajuste.
Registrador Eletrônico Datalogger com Microcomputador. O Datalogger é um equipamento
de aquisição e registro de variáveis analógicas, no caso leituras de temperaturas. Ele corresponde
a um microprocessador que pode ser utilizado, também, como um registrador eletrônico ou como
um módulo remoto de E/S em tempo real. O Datalogger possui 8 canais de entrada e é
gerenciado por um software que roda sobre a plataforma Windows. Os dados adquiridos são
registrados num microcomputador que apresenta, em tempo real, a evolução das temperaturas em
forma de gráficos (figura 3).
Figura 3 – Aspecto do sistema de aquisição de dados preparado para o ensaio.
METODOLOGIA DE ENSAIO
Para a realização dos ensaios, foi utilizada a metodologia, a seguir descrita, baseada na NBR5628 [1], que permite obter o desempenho dos corpos de prova, submetidos a um aquecimento
elevado, quanto ao isolamento térmico e estanqueidade a gases quentes:
II.46 D.L. KLEIN, J.L. CAMPAGNOLO, L.C.P. SILVA FILHO, R.C.A. LIMA
a) confecção dos corpos de prova de painéis de PVC com recheio de concreto com cinza,
conforme especificações do fabricante;
b) cura dos corpos de prova até que os mesmos atinjam a resistência especificada e a umidade
próxima daquela prevista para as condições normais de uso;
c) locação dos pontos de medida das temperaturas das faces e do interior da amostra, executando
furos com diferentes profundidades, para a colocação dos termopares em posições indicadas na
figura 2;
d) colocação do corpo de prova acoplado ao forno, com área de exposição de 0,50x0,50m;
e) colocação dos termopares nos diversos pontos de medida, conforme indicado na figura 2. Os
introduzidos nos furos, são colmatados com massa resistente ao calor;
f) ligação dos termopares no Datalogger e este ao microcomputador com pontos de medição da
temperatura no interior do forno, no ambiente e em diversas posições do corpo de prova;
g) acionamento do forno para aquecimento da face interna do corpo de prova, com uma curva
teórica de aumento da temperatura de 27o C/min, até atingir a temperatura de 800o C constante,
tendo por base a norma ISO834 [2];
h) manter constante a temperatura de 800o C, procedendo o registro contínuo da evolução das
temperaturas, lidas pelos termopares, até que, na face externa, a temperatura atinja, em média,
140o C acima da temperatura ambiente ou em algum ponto isolado 180o C (determinação do
isolamento térmico do corpo de prova);
i) verificar, pelos registros, o tempo decorrido para que a temperatura da face externa se eleve a
140o C, em média, ou 180o C num ponto isolado;
j) verificar, durante o ensaio, o aparecimento de fissuras ou trincas no corpo de prova que
inutilize a sua estanqueidade aos gases quentes e de deformações transversais de flexão, devidas
aos efeitos térmicos;
k) verificar a estanqueidade do corpo de prova, caso ele apresente fissuras ou trincas, através de
um chumaço de algodão colocado a uma distância de 25mm da fissura ou trinca. O chumaço é
aplicado durante um intervalo de 10 segundos, verificando se os gases quentes o inflamam
(procedimento norma NBR 5628 [1];
l) interromper o ensaio quando ocorrer a ruína do corpo de prova ou quando a temperatura
média na face não exposta atingir 140o C ou num ponto isolado 180o C acima da temperatura
ambiente.
RESULTADOS
Evolução das Temperaturas
A figura 4 mostra o gráfico correspondente a evolução das temperaturas da parede de 100mm.
Observando-se os resultados dos ensaios, verifica-se que todos os corpos de prova ensaiados
apresentam retardo térmico significativo expresso pela lenta progressão das temperaturas da face
interna para a face externa, não exposta, da parede. Verifica-se que, quando o forno atingiu a
temperatura de 800o C, as temperaturas, na face não exposta, eram bastante baixas.
A tabela 1 apresenta, para cada corpo de prova, as temperaturas da face exposta e não exposta por
ocasião do desligamento do forno (término do ensaio) e o tempo em horas, contado a partir do
início do aquecimento do CP até que a temperatura da face não exposta fosse 140o C acima da
temperatura ambiente. Este tempo é um dos critérios para determinar o “Tempo de Resistência ao
Fogo”.
Efeitos de Altas Temperaturas em Painéis Construídos com Alvenaria de Blocos II.47
Figura 4 – Resultados do ensaio do CP3 – Parede de PVC 100mm de espessura.
Tabela 1 – Temperaturas das faces internas (exposta) e externa (não exposta) dos CPs
quando o forno foi desligado. Tempo de resistência ao fogo.
Corpo de
Prova
CP1: PVC 75 mm
Temperatura
face interna [o C]
774
Temperatura
face externa [o C]
174
Tempo resistência
ao fogo [horas]
2h16min
CP2: PVC 75 mm
773
150
2h05min
CP3: PVC 100 mm
780
226
3h40min
CP4: Maciço 130 mm
775
178
5h22min
CP5: Maciço 230 mm
774
83
> 5h30min
CP6: Vazado 180 mm
774
87
4h24min
CONCLUSÕES
Os ensaios realizados indicam que a transmissão de calor nos corpos de prova ocorre produzindo
um retardo térmico significativo, nas paredes de PVC preenchidas com concreto com cinza, e
bem maiores nas paredes de blocos maciços e vazados.
Os dados coletados nos ensaios mostram que as paredes de PVC de 75mm e 100mm, apresentam
um tempo de resistência a altas temperaturas (800o C) de 2h16min e 3h40min, respectivamente.
Os ensaios mostraram, também, que não houve vazamento de gases aquecidos, o que confere aos
elementos uma boa estanqueidade à propagação de fogo, no caso de um incêndio.
Deste modo, pode-se concluir que os painéis de PVC, preenchidos com concreto com cinza,
apresentaram um bom comportamento térmico quando expostos a altas temperaturas (800o C) e
boa estanqueidade quanto à possibilidade de vazamento de gases aquecidos.
II.48 D.L. KLEIN, J.L. CAMPAGNOLO, L.C.P. SILVA FILHO, R.C.A. LIMA
Os corpos de prova, correspondentes às alvenarias de blocos maciços, apresentaram tempos de
resistência a altas temperaturas de 5h22min, para a parede de 130mm e de 5h30min para a de
230mm de espessura. Foram observadas pequenas fissuras superficiais e perda de umidade,
através delas, mas que não comprometeram a estanqueidade dos painéis aos gases quentes.
A argamassa de revestimento, de ambos os corpos de prova, apresentou uma calcinação
observada após o ensaio pela demarcação no painel da área exposta à temperatura de 800°C.
No corpo de prova de alvenaria com blocos vazados com 180mm de espessura, a ação do calor se
manifestou pelo aparecimento de fissuras no revestimento, em ruptura da parede. O painel
apresentou uma boa estanqueidade ao vazamento de gases aquecidos. De forma semelhante ao
ocorrido nos painéis de blocos maciços, o revestimento de argamassa da face exposta ao calor
também apresentou calcinação.
REFERÊNCIAS
[1] Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT: “Componentes Construtivos Estruturais –
Determinação da Resistência ao Fogo” – NBR 5628 / 1980.
[2] International Standardization for Organization – “Fire Resistence Test – Elements of Building
Construction” – ISO 834 / 1994.
[3] KLEIN, Dario Lauro; SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto da; CAMPAGNOLO, João Luiz;
GRAEFF, Ângela. “Sistema Construtivo Inovador para Habitações de Baixo Custo, Empregando
Material Compósito”. VII Congreso Iberoamericano de Patologia de la Construcción e IX
Congreso de Control de Calidad de la Construcción, Mérida, Yucatán, México, CD-ROM, 2003.
[4] SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto da; KLEIN, Dario Lauro; CAMPAGNOLO, João Luiz;
GRAEFF, Ângela. “Análise de um Sistema Construt ivo Inovador Formado por Paredes de PVC
com Concreto Leve ”. Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais –
CBECIMAT, Natal, RN, Brasil, CD-ROM, 2002.
[5] KLEIN, Dario Lauro; LIMA, Rogério Cattelan Antocheves; SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto
da; CAMPAGNOLO, João Luiz. “Resistência a Altas Temperaturas de um Sistema Construtivo
Composto por Paredes em PVC Recheadas com Concreto”. 46º Congresso Brasileiro do
Concreto – Florianópolis, SC, Brasil, CD-ROM, 2004.
[6] KLEIN, Dario Lauro; SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto da. “Análise Experimental de Painéis
Mistos de PVC, com Recheio de Concreto, Utilizados em Unidades Habitacionais” XXXI
Jornadas Sudamericanas de Ingenieria Estructural, Mendoza, Argentina, CD-ROM, 2004.
[7] KLEIN, Dario Lauro; CAMPAGNOLO, João Luiz; SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto da;
GASTAL, Francisco de Paula Simões Lopes; LIMA, Rogério Cattelan Antocheves. “Análise da
Ação de Altas Temperaturas em Painéis Mistos de PVC com Concreto com Cinza e de Blocos
Cerâmicos Maciços e Vazados” Relatório Técnico RT LEME/UFRGS nº 01/2004, 52 páginas,
PPGEC, UFRGS (2004).
[8] KLEIN, Dario Lauro; CAMPAGNOLO, João Luiz; SILVA FILHO, Luiz Carlos Pinto da; LIMA,
Rogério Cattelan Antocheves. “Análise da Transmissão de Calor em Paredes de PVC Recheadas
com Concreto e em Alvenaria de Blocos Cerâmicos Maciços e Vazados.” XVIII Jornadas
Argentinas de Ingenieria Estructural, Buenos Aires, Argentina, CD-ROM, 2004.