Argamassa para modelos em escala reduzida

carregamento foi desenvolvido por Mohammed et al. (2011), buscando compreender o comportamento estrutural da alvenaria. As escalas analisadas, além do protótipo, foram 1:2. 1:4 e 1:6, tendo como objetivo analisar o efeito escala. Os prismas de alvenaria foram construídos na horizontal, sendo o preenchimento da junta de argamassa realizado com auxílio de uma mesa vibratória.

Os resultados dos ensaios mostraram que a resistência à compressão dos prismas de alvenaria nos modelos foi maior do que no protótipo para as escalas 1:4 e 1:6, porém próximo para a escala 1:2. O mesmo ocorreu nos ensaios de resistência dos blocos, indicando uma forte influência das propriedades dos blocos na determinação das propriedades de alvenaria. Houve evidências de anisotropia na resistência da alvenaria de tijolos cerâmicos, possivelmente devido ao processo de fabricação por extrusão. As unidades utilizadas nos modelos foram obtidas pelo corte dos tijolos em escala natural, sendo que a direção da aplicação da carga variou conforme a escala. O autor sugeriu que o aumento da resistência dos tijolos para os modelos poderia ser devido a dois fatores: anisotropia da resistência e efeito escala. As rigidezes dos prismas foram idênticas nas quatro escalas, não se observando efeito escala. (MOHAMMED el at., 2011).

Sathiparan et al. (2015) estudaram o efeito escala e seu impacto no comportamento mecânico em alvenaria de blocos de concreto, analisando, além do protótipo, as escalas 1:2, 1:4 e 1:6. Os ensaios utilizados nas análises foram, para o caso de blocos, a resistência à compressão e absorção de água, e para os prismas, a resistência à compressão, ao cisalhamento e à flexão. Esses autores concluíram que apesar da resistência à compressão não ter sido significativamente influenciada pela variação da escala, as demais propriedades analisadas, entre elas, taxa de absorção de água, porosidade, resistência ao cisalhamento e resistência à flexão, tiveram variação significativa.

3.3.4 Argamassa para modelos em escala reduzida

O efeito escala também pôde ser observado em corpos de prova de argamassa. Harris e Sabnis (1999) observaram que corpos de prova cúbicos e cilíndricos, mesmo com dimensões reduzidas, não são representativos da resistência

da argamassa na junta de assentamento, sendo a mesma observação válida para ensaios de protótipos com corpos de prova de dimensões normatizadas.

Becica e Harris (1977, apud HARRIS E SABNIS, 1999), com o objetivo de avaliar o efeito escala na resistência da argamassa, realizaram um estudo variando as dimensões em corpos de prova cúbicos e cilíndricos. Nesses estudos foram ensaiados cilindros de dimensões 50x100, 25x50, 12x24, 6x12 (mm x mm) e cubos de 50, 25 e 12 mm de lado. Os corpos de prova ensaiados são apresentados na Figura 42. Os testes indicaram o que outros autores já haviam verificado, a resistência aumenta com a diminuição do volume do corpo de prova.

Figura 42 – Corpos de prova de argamassa de dimensões padrão e reduzidas

Fonte: Becica e Harris (1977 apud HARRIS E SABNIS, 1999 p. 434)

Dessa maneira, fica evidente que a mesma argamassa aplicada na junta de assentamento de um modelo em escala reduzida e de um protótipo, irá apresentar uma resistência à compressão superior no modelo, onde possui menor volume. Assim, a utilização de um corpo de prova de dimensões reduzidas seria mais adequada para prever o comportamento da argamassa nas juntas de assentamento de modelos. Porém, devido às dificuldades na moldagem e possibilidades de problemas de confinamento no ensaio, a utilização de corpos-de-prova muito reduzidos não é comumente utilizada.

Diversos parâmetros relativos à argamassa utilizada na junta de assentamento podem influenciar na resistência e rigidez da alvenaria, provocando dificuldades nas correlações entre escala natural e reduzida. Entre esses parâmetros pode-se citar: a resistência da argamassa, a rigidez da argamassa, espessura reduzida da junta em

pequenas escalas, o processo de cura, a perda de água para o bloco e a granulometria da areia utilizada. Durante as últimas décadas, diversos autores estudaram os efeitos provocados pelas alterações das características da argamassa, dos blocos e da interface entre eles, no comportamento global da alvenaria.

McNary e Abrams (1985) citam que a resistência à compressão e a deformação da alvenaria são fortemente influenciadas pela argamassa, não sendo, porém, o critério de falha. Apesar de a falha da alvenaria ser por tração no bloco, é a argamassa que induz estes esforços.

A resistência da argamassa tem grande influência na capacidade de carga da alvenaria. Em geral, tem-se um aumento da resistência das paredes com o aumento da resistência da argamassa, sendo essa relação verificada em diversos trabalhos desenvolvidos com modelos em escala reduzida, Engemann et at. (1991), Herbert et al. (2014) e Mohammed e Hughs (2012). Uma possível explicação para esse aumento na resistência da alvenaria está no aumento da rigidez da argamassa que ocorre com o aumento de sua resistência, sendo necessário, nesse caso, mais carga para gerar as forças de atrito que induzem os esforços de tração nos blocos, responsáveis pela falha, (MOHAMMED e HUGHES, 2012).

Mohammed et al. (2011), com base em seus resultados de compressão em prismas de três blocos nas escalas 1:4 e 1:6, citam que a pequena espessura da argamassa nessas escalas resultou em um aumento da resistência da alvenaria em escala reduzida, atribuindo esse fenômeno ao conceito de Griffith, onde elementos menores possuem resistência superiores. Assim as juntas mais finas resultariam em resistência superior, reduzindo as forças de tração nos blocos, conforme comentado anteriormente.

A rigidez da alvenaria também é influenciada pela argamassa, sendo que geralmente ocorre uma redução da rigidez da alvenaria nos modelos reduzidos, quando comparados aos naturais. Diversos autores atribuem essa redução ao menor peso exercido pelos blocos em escala reduzida na junta de argamassa, resultando em uma menor compactação e, assim, uma menor rigidez da argamassa. Para contornar esse problema, alguns trabalhos têm executado as paredes na posição horizontal, sendo a argamassa vertida nas juntas, onde para o total preenchimento, usa-se uma mesa vibratória, (MOHAMMED et al., 2011; MOHAMMED e HUGHES, 2012). No entanto, esse tipo de preenchimento não é possível de ser executado em paredes

compostas por blocos estruturais, pois a argamassa verteria para o interior das cavidades

Mohammed et al. (2011) encontraram rigidezes idênticas para os prismas de três blocos em quatro escalas estudadas, não observando a ocorrência do efeito escala. A rigidez da alvenaria do protótipo e do modelo foram similares a rigidez da argamassa para os dois casos. O autor atribui esse fato à forma como os espécimes foram construídos, a qual eliminou o efeito de compactação diferencial das juntas devido ao peso diferente dos tijolos nas diferentes escalas. A boa concordância dos resultados de rigidez para as quatro escalas mostra a importância da junta de argamassa na determinação das propriedades de rigidez da alvenaria.

A cura da argamassa também é diferente no modelo e no protótipo, devido ao aumento da relação superfície/volume ocasionado pela diminuição das dimensões da amostra. Haverá uma diferença na resistência da argamassa da superfície ao centro da parede, sendo essa variação função das suas dimensões. A porosidade dos blocos também tem grande influência sobre a sua própria resistência e sobre a da alvenaria, sendo que um aumento de porosidade resulta em uma diminuição das resistências, (HARRIS e SABNIS 1999; SATHIPARAN et al., 2015).

A absorção dos blocos tem grande influência nas propriedades da argamassa e da interface bloco/argamassa, sendo que esse fenômeno se torna mais importante a medida que a espessura da junta é reduzida. Com a redução da relação água/cimento da argamassa, causada pela sucção do bloco, geralmente ocorre um aumento da resistência, porém, caso a perda de água seja tal que a água restante seja insuficiente para o processo de hidratação do cimento, a resistência será reduzida, (PETRY E BAYER, 2012).

Dessa forma, verifica-se que diversos cuidados devem ser tomados com relação à argamassa utilizada, no entanto, entende-se que ainda há necessidade de maiores estudos para esclarecer melhor esse problema, não sendo o foco deste trabalho. Um aspecto importante é que mesmo com divergências causadas pela argamassa citadas acima, os trabalhos revisados relatam sucesso na utilização de modelos em escala reduzida na representação da alvenaria.