argamassa armada com adição de metacaulim para

Transcrição

1
X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS ARGAMASSAS
Fortaleza, 7 a 9 de maio de 2013 - ISSN 2238-0191
_____________________________________________________________________________
ARGAMASSA ARMADA COM ADIÇÃO DE METACAULIM PARA REFORÇO
DE ALVENARIA RESISTENTE
JOÃO M. F. MOTA (1); ROMILDE A. OLIVEIRA (2); ÂNGELO J. COSTA E SILVA (3); JOÃO
R. CARVALHO (4)
(1) Professor da Faculdade do Vale do Ipojuca – FAVIP; Doutorando da UFPE. E-mail:
[email protected]; (2) Professor Doutor da Universidade Católica de
Pernambuco – UNICAP. E-mail: [email protected]; (3) Professor Doutor da
Universidade Católica de Pernambuco – UNICAP; Engenheiro da Tecomat. E-mail:
[email protected]; (4) Engenheiro da Tecomat. E-mail: [email protected]
RESUMO
Diversas edificações tipo “caixão” com até quatro pavimentos localizadas na Região
Metropolitana do Recife tem estrutura constituída de alvenaria resistente (alvenaria
de vedação usada com função estrutural), apresentam diversos tipos de patologias.
Esses prédios foram executados com o processo e materiais, fundamentalmente os
blocos, não conformes no que concerne o atendimento às normas técnicas pertinentes
a alvenaria estrutural. Inúmeras pesquisas buscaram estabelecer um entendimento de
como se comporta essas obras em serviço, com o objetivo de propor um modelo para
reforço. O presente trabalho objetiva avaliar por meio de análises experimentais a
resistência mecânica de prismas com três blocos cerâmicos de alvenaria resistente
com a aplicação de “capa” de argamassa armada com adição da pozolana metacaulim.
Foi verificada a resistência à compressão axial. Moldaram-se amostras para três
famílias de prismas, a saber: Família 1 - prismas sem revestimento; Família 2 – prismas
com revestimento de argamassa no traço 1:2:9 (cimento, cal e areia), com 2,0 cm de
espessura em ambos os lados, simulando revestimentos de edifícios com esse
processo construtivo; Família 3 – prismas análogos aos da Família 2, aplicando sobre o
revestimento anterior uma camada de argamassa no traço 1:1:6 com adição de 15% de
metacaulim em substituição ao cimento, com 3 cm de espessura em cada face,
armadas com malha e conectores ligando as duas armaduras. Os resultados indicam
que o revestimento armado com adição de pozolana incrementa benefícios
importantes na propriedade estudada, tendo em vista a argamassa efeitos físicos
(filler) e químicos (reações pozolânicas), e, a armadura devido ao maior confinamento
2
_____________________________________________________________________________
e absorção da carga atuante. Verificou-se a elevação da resistência mecânica de
prismas com o uso de revestimentos argamassa armada com adição de pozolana.
Palavras-chave: Argamassas armada, pozolana, alvenaria resistente.
REINFORCED MORTAR WITH METAKAOLIN ADITION TO REPAIR
NON STRUCTURAL MASONRY
ABSTRACT
Several buildings with up to four floors located in the Metropolitan Region of Recife whose
structure is made of non structural masonry (brickwork seal used with structural function),
exhibit different pathologies. These buildings were executed with the process and
materials, primarily blocks, non-compliant regarding compliance with technical
standards relevant to structural masonry. Numerous researches sought to establish an
understanding of how these works behaves in service, with the aim of proposing a
model for reinforcement. The present study aims to evaluate by experimental analyzes
the strength of prisms with three masonry ceramic blocks with the application of
"cover" mortar with addition of pozzolan metakaolin. It was checked for compressive
strength. Samples were molded for three families of prisms, namely: Family 1 uncoated prisms; Family 2 - prisms coated on the dash 1:2:9 mortar (cement, lime and
sand), with 2.0 cm thickness on both sides simulating coatings for buildings with this
constructive process; Family 3 - prisms similar to those of Family 2, the coating prior to
applying a layer of mortar on the dash 1:1:6 with addition of 15% metakaolin, with 3
cm thick on each side, reinforced with mesh and connectors linking the two meshes.
The results indicate that the coating reinforced with addition of pozzolan increases
important benefits in the property studied, in view of physical effects mortar (filler)
and chemical (pozzolanic reaction), and the rebars due to greater containment and
absorption of the active load. Elevation of mechanical strength with the use of prisms
rendered with reinforced mortars and with addition of pozzolan.
Key-words: reinforced mortar, metakaolin, non structural masonry
3
_____________________________________________________________________________
1.
INTRODUÇÃO
Há milhares de anos, a alvenaria tem sido usada em larga escala, sendo possivelmente
o material composto mais utilizado nas edificações antigas e atuais. A alvenaria pode
ser constituída com tijolos maciços, blocos cerâmicos e de concreto ou pedra (1).
Alvenaria pode ser entendida como a união de tijolos ou blocos por juntas de
argamassa, formando um conjunto rígido e coeso. As alvenarias podem ser
classificadas como de vedação e estrutural (não armada, armada, parcialmente
armada e protendida). Também pode ser citada a alvenaria “resistente” (de vedação
com função estrutural). Portanto, diversas construções em alvenaria são verificadas
em países da Europa, dos Estados Unidos, Canadá, Austrália, apresentando em todos
os casos elevados desempenho em serviço até os dias atuais(2).
Na Região metropolitana do Recife existem aproximadamente 6.000 (seis mil) edifícios
“tipo caixão”, com até quatro pavimentos em alvenaria de vedação com função
estrutural (blocos de vedação), que apresentam instabilidade teórica da estrutura.
Entretanto, diversos prédios com esse modelo estão em serviço há mais de trinta anos
(3)
. A Figura 1 apresenta um dos desabamentos ocorridos.
Figura 1 – Desabamento de parte do edifício Ijuí (OLIVEIRA et al., 2012).
Nessa conjuntura, devem-se estabelecer propostas para reforço coma finalidade de
impor elevada condição de desempenho para os prédios tipo “caixão”.
4
_____________________________________________________________________________
Esse trabalho tem objetivo analisar a resistência mecânica e ductilidade de prismas
formados por três blocos cerâmicos (oito furos na horizontal) de alvenaria resistente
armada com adição de metacaulim para contribuir ao reforço para essas edificações.
Sabe-se que qualquer que seja o modelo de reforço, é importante que além do
atendimento à capacidade de suporte, deve-se ter ductilidade e durabilidade (4; 5).
Pode-se dizer que a utilização da armadura busca contribuir com a ductilidade e a
pozolana com a durabilidade.
Adição de pozolanas em materiais cuja matriz é cimentícia provoca um maior
adensamento da mistura, gerando redução natural da porosidade desde a interface
(devido ao efeito parede) até a superfície (fenômeno físico) e ademais, CSH (silicato de
cálcio hidratado) composto importante para estrutura da matriz (fenômeno químico)
(6)
.
Pesquisas buscaram identificar fatores que influenciasse na capacidade de suporte
dessas alvenarias, bem como modelos para reforço. Nessa premissa, poder-se-á
apresentar resultados, a saber:
Cavalheiro (1991)
(7)
estudou-se a influência da argamassa de revestimento nas
alvenarias de blocos cerâmicos de vedação com furos assentados na horizontal. Os
furos dos blocos estudados tinham formato arredondado, ocasionando assim
resistência inferior aos que possuem formato retangular. O autor concluiu que o
revestimento incrementou o módulo de deformação e a resistência mecânica,
portanto, o revestimento inibe as deformações, aumentando a rigidez e a capacidade
de suporte da alvenaria, sendo, particularmente interessante no caso de reforço
estrutura.
Oliveira e Hanai (2002)(8) estudaram a influência do revestimento na resistência à
compressão axial em alvenarias com blocos cerâmicos de vedação. Esses autores
observaram que o aumento da resistência devido o revestimento foi evidente, além
5
_____________________________________________________________________________
do aumento substancial da rigidez; o incremento de resistência à compressão devido o
revestimento chegou até 261%.
Mota (2006)
(3)
e Mota; Oliveira (2007)
(9)
estudaram a influência da argamassa de
revestimento na resistência à compressão axial em prismas de alvenaria resistente de
blocos cerâmicos posicionados a galga com oito furos assentados com os furos na
horizontal, concluíram que:
- os prismas não revestidos e chapiscados tiveram rupturas bruscas;
- os prismas revestidos apresentaram ruptura por tração dos septos horizontais dos
blocos cerâmicos ligados à argamassa de assentamento apresentaram no instante
posterior, desequilíbrio do estado de confinamento. Portanto, a argamassa de
assentamento deixou de estar triaxialmente comprimida, passando a se deformar
substancialmente nas duas direções horizontais, gerando deslocamentos laterais
excessivos, implicando na ruptura das camadas de argamassa de revestimento nesta
região;
- observou-se incremento de até 322% na capacidade de suporte devido à influência
do revestimento com 3 cm de espessura.
A Figura 3 mostra a ruptura por tração dos septos.
Figura 2 – Formas de ruptura de prismas revestidos com 2 cm
Silva et al. (2008)(10) ensaiaram prismas de alvenaria de blocos cerâmicos e de
concreto, ambos de vedação com finalidade estrutural. Foram ensaiados prismas sem
revestimento e com revestimento; prismas armados com tela de aço na região central
da argamassa de revestimento com e sem conectores que interligam as malhas de aço
inseridas nas capas de revestimento nas duas faces dos prismas. Os autores obtiveram
os seguintres resultados:
6
_____________________________________________________________________________
- em prismas de blocos cerâmicos, o revestimento com 3,0 cm de espessura contribui
na capacidade de suporte em até 335% na carga;
- em que pese rupturas diversas nos prismas de blocos cerâmicos, predominantemente
verificou-se ruptura devido à tração lateral dos septos dos blocos, provocando o
desequilíbrio do estado de confinamento da argamassa de assentamento. Não se
verificou acréscimos substanciais de carga quando foram ensaiados prismas com tela
sem conectores;
- nos prismas com blocos de concreto verificou-se acréscimo no suporte devido à capa
de revestimento com 3,0 cm de espessura em até 72%. Contudo, o acréscimo ocorreu
a patamares de até 159% quando se utilizou tela de aço.
2.
MATERIAIS E MÉTODOS
Utilizou-se blocos cerâmicos de vedação de oito furos assentados com os furos em
posição horizontal similares aos usados nas construções dos edifícios tipo “caixão” da
Região Metropolitana do Recife. O cimento que compõe as argamassas de
assentamento e de revestimento foi CP II F 32, a cal CH-I e areia média amplamente
encontrada na Região.
A Tabela 1 mostra a nomenclatura estabelecida dos processos e suas
proporcionalidades (traços)/materiais.
Tabela 1 – Nomenclatura das argamassas utilizadas.
PROCESSOS
PROPORCIONALIDADES (em volume)/MATERIAIS
Chapisco médio (sobre prismas nus)
1:4 (cimento e areia)
Chapisco para reforço forte (sobre
1:3:0,8 (cimento, areia e relação água/cimento) com
revestimento fraco)
5% de substituição de metacaulim por cimento
Revestimento fraco (sobre chapisco
1:2:9 (cimento, cal e areia)
médio)
Revestimento para reforço médio
1:1:6:1,5 (cimento, cal, areia e relação água/cimento)
sobre chapisco, para reforço)
com 15% de metacaulim em relação ao cimento
7
_____________________________________________________________________________
Destaca-se que os prismas tiveram juntas de assentamento 1,0 cm de espessura. Os
ensaios de resistência à compressão ocorreram aos 90 dias. Esse período é justificado
pelas reações pozolânicas ocorrem de forma lenta.
Nas argamassas de reforço adicionou-se metacaulim com 15% de substituição ao
cimento. Esse teor e a relação água/cimento foram originados em pesquisas realizadas
anteriormente para estabelecimentos desses parâmetros (11).
A produção dos prismas ocorreu em ambiente da empresa Tecomat devido ser
próximo ao local da prensa utilizada. Sabe-se que esse equipamento possui elevado
nível de manutenção e aferição. O profissional pedreiro que executou as 18 réplicas foi
o mesmo, sendo 6 (seis) prismas de cada amostra com três blocos, conforme a seguir:

Amostra 1 – prismas nus;

amostra 2 – prismas nus + chapisco médio + revestimento fraco com 2,0 cm de
espessura;

amostra 3 – prismas nus + chapisco médio + revestimento fraco + chapisco
para reforço forte + revestimento para reforço médio com 3,0 cm de espessura.
A amostra 3 teve armadura mergulhada no centro da capa da argamassa de
revestimento com adição de pozolana (argamassa para reforço), sendo a tela em
ambos os lados do prisma com fios de Ø 5.0 mm a cada 10,0 cm ligados por dois
conectores de Ø 8.0 mm por prisma.
Os conectores ficaram com extremidades em formato de gancho (180o), que fixaram
às telas de ambas as faces. Eles passaram por furos dados nas duas juntas dos prismas
de três blocos onde os diâmetros dos furos foram de tal ordem que o conector
passasse pronto, com as curvas nas extremidades previamente confeccionadas.
Foi adotada a espessura 3,0 cm de argamassa de revestimento para reforço devido ser
uma espessura que evita a ruptura brusca, uma vez que tende a confinar as
deformações laterais excessivas (3), bem como melhor promover durabilidade.
A Figura 3 apresenta prismas das três amostras.
8
_____________________________________________________________________________
Figura 3 – Prismas tipo 1, 2 e 3 preparados para receberem de argamassa de reforço.
3.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A resistência média à compressão dos blocos cerâmicos foi de 2,49 MPa com
coeficiente de variação de 29%, denotando que o processo de fabricação dos blocos
não tem controle adequado. Esse material foi adquirido em armazém escolhido
aleatoriamente.
A Tabela 2 mostra os resultados da resistência à compressão dos prismas.
Tabela 2 – Resistência à compressão dos prismas
AMOSTRA/
RESULTADOS
INCREMENTOS em relação a
média da
amostra 1 (%)
área das
Tensão (MPa)
bases (cm2)
Média
(MPa)
D. Padrão
COV
(MPa)
(%)
Força (Kgf)
No valor
No valor
(Média)
médio da
médio da
tensão (σ)
força (F)
1/172
1,02
0,31
30,58
1762
-
-
2/256
2,42
0,63
26,22
6216
137,26%
252,78%
3/371
2,72
0,4
14,93
10080
166,67%
472,08%
Podem-se destacar no ensaio dos prismas alguns detalhes:
- Amostra 1: Em vários prismas observaram-se desnivelamento, desaprumo, blocos
com dimensões diferentes e ruptura altamente brusca por tração nos septos;
- amostra 2 – Algumas imperfeições e ruptura por tração nos septos na maioria dos
casos e também por cisalhamento do revestimento;
9
_____________________________________________________________________________
- amostra 3 – Argamassa de reforço com características inferior à esperada. A primeira
fissuração identificada no revestimento ocorreu na Região da interface revestimento
fraco/revestimento para reforço médio, em que pese nesse momento os blocos já
apresentarem ruptura em quase todos os septos, ou seja, estavam absolutamente
falidos. Sublinha-se na ruptura elevada ductilidade, haja vista ação da armadura, telas
nas duas faces interligadas por 2 conectores. Ressalta-se a ação dos conectores.
Na Figura 4, se observa a condição importante da deformação sem a ruptura brusca,
de tal maneira que após o rompimento do prisma, liberou-se o equipamento para
deformar próximo de 10 cm para verificação da condição de desmoronamento.
Figura 3 – Prismas da amostra 3 após a deformação de próximo 10cm.
3.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base nos resultados obtidos, podem-se enumerar as seguintes conclusões:
- A eficiência (relação entre as resistências do prisma e do bloco) foi de 0,41;
- A capa de revestimento com 2 cm de espessura (amostra 2) elevou a resistência à
compressão em mais de 250% quando comparado com os prismas sem revestimento
(amostra 1);
10
_____________________________________________________________________________
- quando se comparou os prismas com argamassa de reforço (amostra 3) com os
prismas nu (amostra 1), o incremento da resistência à compressão foi da ordem de
470%;
- verificou-se uma elevada ductilidade sem desmoronamento (ruptura brusca) nos
prismas da amostra 3, uma vez que após a ruptura a prensa foi induzida a um
deslocamento próximo de 10 cm;
- é imperativo que qualquer que seja o modelo de reforço, além da capacidade de
suporte atender as cargas atuantes, a alvenaria tem que ter ductilidade e durabilidade;
- a forma de ruptura foi explosiva para a amostra 1 (prismas nus). Com relaçãoo aos
prismas da amostra 2 (com revestimento com 2 cm de espessura), a ruptura ocorreu
por tração dos septos, tendo em vista quebra do estado de confinamento entre a
argamassa de assentamento/bloco. Entretanto, nos prismas da amostra 3 ruptura foi
dúctil e também se verificou alta condição de deformabilidade sem desmoronamento.
REFERÊNCIAS
1. RAMALHO, M.A.; CORRÊA.M.R.S. Projetos de edifícios de alvenaria estrutural. Ed.
Pini, São Paulo. 2003.
2. ROMAN, H. R. Alvenaria estrutural, diretrizes básicas para projeto. UFSC.
Florianópolis, 1999.
3. MOTA, J. M. F. Influência da argamassa de revestimento na resistência à
compressão axial em prismas de alvenaria resistente de blocos cerâmicos. 2006.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2006.
4. MOTA, J. M. F. Influência da argamassa de revestimento armada com adição de
metacaulim na resistência mecânica, ductilidade e durabilidade de alvenaria
resistente. Qualificação para tese de doutorado. UFPE – Universidade Federal de
Pernambuco, 2012.
5. OLIVEIRA, R. A. Notas de Aulas da Disciplina: Alvenaria Estrutural –
Mestrado/doutorado de Estruturas, UFPE – Universidade Federal de Pernambuco,
Recife, 2004.
6. NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 2. ed. PINI. São Paulo, 1997.
7. CAVALHEIRO, O. P. Comportamento de pequenas paredes de blocos cerâmicos de
vedações comuns submetidos à compressão axial: Influência do revestimento e
correlações com as resistências de prismas e de unidades. UFSM, Santa Maria, 1991.
11
_____________________________________________________________________________
8. OLIVEIRA, F. L.; HANAI, J. B. Análise do comportamento de paredes de alvenaria
construídas com blocos cerâmicos de vedação. VII International Seminar on Structural
Masonry for Developing Countries. Belo Horizonte, 2002
9. MOTA; OLIVEIRA, R. Formas de ruptura em prismas de alvenaria Resistente de
blocos cerâmicos. II Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas. Rio de janeiro-RJ,
2007.
10. SILVA, F. A. N.; OLIVEIRA, R. A.; PIRES SOBRINHO, C. W. Influência do revestimento
na resistência de paredes de alvenaria resistente de blocos cerâmicos. In: XXXIII
Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural, 2008, Santiago - Chile. Anais das
XXXIII Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural. Santiago - Chile: ASAEE, 2008.
11. MOTA; OLIVEIRA; DOURADO, K. Utilização de pozolana em argamassas de reforço
para alvenarias resistentes. In: 7º Congresso Internacional sobre Patologia e
reabilitação de estruturas (CINPAR). Fortaleza-CE, 2011.

argamassa armada com adição de metacaulim para

Transcrição

Documentos relacionados

FORM 09/18/2

Vista frontal da porta de enrolar

orçamento praça cavalete - Prefeitura Municipal de Araripina

Eletrodo Tec Alloy C 276 (E NiCrMo-4)

Sikagard®-545 EpoCem korrigiert

Ficha Técnica - MC

HyFlex - Ansell Brasil

Memorial Descritivo CEO - Município de Campos Novos

Ler - APCMC

revestimentos de argamassa