Blocos de concreto e cerâmicos

Nesse capitulo descreve os procedimentos para a realização dos ensaios com os blocos de concreto e cerâmicos, as características físicas e mecânicas dos blocos, assim como os procedimentos de moldagem dos prismas e de pequenas paredes.

Os blocos de concreto devem atender a NBR 12118 (2013) para os ensaios de analise diametral, absorção de água e resistência à compressão das unidades de blocos, para os ensaios de resistência à compressão dos prismas e pequenas paredes deve-se atender os requisitos descritos na NBR 15961-2 (2011).

Os blocos cerâmicos devem atender a NBR 15270-3 (2005) para os ensaios de analise diametral, absorção de água e resistência à compressão. Para os ensaios de resistência à compressão dos prismas e pequenas paredes deve-se atender os requisitos descritos na NBR 15812-3 (2017).

Para o ensaio de resistência à compressão da argamassa utilizada nos prismas e pequenas paredes de ambos os blocos, os procedimentos utilizados seguiram o anexo D da NBR 15961-2 (2011).

3.2.1.1. Ensaio de analise dimensional dos blocos

3.2.1.1.1. Blocos de concreto

Com a utlização de um paquímetro metálico digital calibrado com resolução mínima de 0,05mm, determinou-se as características geométricas dos blocos de concreto estrutural foram realizados os seguintes ensaios descritos na NBR 12118(2013):

O item 4.2.1 da NBR 12118, para aferir a largura, comprimento e altura – Para cada dimensão do corpo de prova, devem ser realizadas pelo menos três determinações em pontos distintos na face de maio e espessura das paredes do bloco, com resolução de 1mm conforme figura abaixo:

Figura 04 – Dimensões nos blocos de concreto.

Fonte: NBR 12118:2013.

O item 4.2.2 da NBR 12118 descreve que a espessura mínima das paredes deve ser a média das medidas das paredes tomadas no ponto mais estreito, sendo septadas em longitudinal e transversal.

Figura 05 – Dimensões dos furos.

Fonte: NBR 12118 (2013).

Já para a dimensões dos furos o item 4.2.3 da norma descreve que devem ser realizadas duas determinações no centro aproximado de cada furo do bloco, sendo uma na direção longitudinal do bloco e outra na direção transversal, tomadas na face de maior espessura da parede.

3.2.1.1.2. Blocos cerâmicos

Para a realização do ensaio de analise dimensional dos blocos cerâmicos, foram realizados os seguintes procedimentos conforme a NBR 15270-3 (2005):

- Dimensões efetivas: Os valores da largura (L), altura (H) e o comprimento (C) são obtidos através da medição com paquímetro com sensibilidade mínima de 0,05 mm nos pontos indicados na figura 6.

Figura 06 - Locais para medições largura (L), altura (H) e o comprimento (C) dos blocos cerâmicos.

Fonte: NBR 15270-3 (2005)

- Medição das paredes externas e septos: de acordo com a NBR 15270-3 (2005), a espessura das paredes externas deve ser medida no mínimo dos pontos indicados na figura 7, buscando sempre a parede que apresenta a menor espessura no bloco. A medição dos septos deve ser obtida na região central, utilizando no mínimo quatro medidas também buscando onde apresenta menor espessura.

Figura 07 - Locais para a medição da espssura das paredes externas e septos dos blocos cerâmicos.

/

Figura 08 - Ferramentas utilizadas para a verificação das características geométricas dos blocos cerâmicos.

Fonte: Autor (2018)

Desvio em relação ao esquadro (D): utilizando um esquadro metálico e a régua metálica, deve-se medir o desvio em relação ao esquadro entre umas das faces destinas ao assentamento e a maior face destinada ao revestimento do bloco, a figura 9 abaixo indica o ponto.

Figura 09 - Desvio em relação ao esquadro – Representação esquemática dos blocos cerâmicos.

Fonte: NBR 15270-3 (2005)

Determinação da planeza das faces (F): com a utilização de um esquadro e uma régua metálica, a determinação da planeza das faces destinadas ao revestimento foi medida através da flecha formada na diagonal conforme figura 10.

Figura 10 - Determinação da planeza das faces – Representação esquemática dos blocos cerâmicos.

A NBR 15270-3 (2005) determina que para os blocos cerâmicos deve ser empregados 13 unidades de blocos para a determinação das analise dimensional. A norma também estipula que a tolerância dimensional relacionada à media é de ± 3mm.

3.2.1.2. Ensaio de absorção de agua (AA) dos blocos de concreto

3.2.1.2.1. Blocos de concreto

Para a realização do ensaio de absorção de água dos blocos de concreto foram utilizadas as 13 unidades de bloco, os blocos foram limpos e colocados em estufa à (105º ± 5º) por um periodo de 24 horas para a determinação da massa seca (m1).

Figura 11 – Pesagem dos blocos de concreto para a determinação da massa seca.

Após a determinação da massa seca, os blocos foram resfriados naturalmente e e imersos em água à temperatura ambiente de (23 ± 5) ºC por um periodo de 24 horas novamente. Após esse periodo foram retirados da água, foi removido o excesso do mesmo com o auxilio de um pano umidecido e pesados novamente, obtendo assim a massa do bloco saturado (m2).

O indice de absorção de agua pode ser calculado pela seguinte equação:

Onde:

a é a absorção total, expressa em porcentagem;

m1 é a massa do corpo de prova seco em estufa, expressa em gramas (g); m2 é a massa do corpo de prova saturado, expressa em gramas (g);

Figura 12 – Pesagem dos blocos de concreto para a determinação da massa saturada.

Fonte: Autor (2018).

3.2.1.2.2. Blocos cerâmicos

A NBR 15270-3 (2005) normatiza os procedimentos para a realização do ensaio do índice de absorção d’água. A definição do índice de absorção d’água é o peso de água, expressado como uma porcentagem da massa seca do bloco, que é absorvida durante o período de 5 horas em água fervente ou 24 horas em água a temperatura ambiente. O índice de absorção de água não deve ser inferior a 8% nem superior a 22%.

Para a realização deste ensaio foram utilizados 13 blocos para compor a amostra. Conforme determina na norma, os blocos devem ser íntegros, identificados e limpos, após esse procedimento inicial foram colocados em estufa à temperatura de 105 ± 5º, retirados e pesados em uma balança para a determinação da massa seca (ms).

Após a determinação da massa seca, os blocos foram imersos em um recipiente de água na temperatura ambiente e permaneceram assim por 24 horas. Após esse período, os blocos foram retirados da água, o excesso d’agua que ficaram nos blocos foram removidos com o auxílio de um pano limpo e úmido. Os blocos então foram pesados novamente, obtendo-se a massa úmida (mu).

Os valores do índice de absorção para cada corpo-de-prova são determinados pela expressão:

Onde:

AA = absorção de água, em %; ms = massa seca, expressa em (g);

3.2.1.3. Determinação da área líquida

3.2.1.3.1. Blocos de concreto

É definido pela NBR 12118 (2013) que área líquida é a área média da seção perpendicular aos eixos dos furos, descontando as áreas médias dos vazios, ou seja, área de sessão de assentamento. Para a determinação da área líquida, deve antes ser calculado a massa aparente, que pode ser determinada quando imerso em água à temperatura de (23 ± 5) ºC, por meio de balança hidrostática, sendo o valor encontrado denominado massa aparente m3.

Após encontrar a massa aparente, a área líquida de cada corpo de prova pode ser calculada pela seguinte equação:

Onde:

Alíq é a area líquida, expressa em milímetro qaudrado (cm²);

m2 é a massa do corpo de prova saturado, expressa em gramas (g); m3 é a massa aparente do corpo de prova, expressa em gramas (g);

h é a altura média do corpo de prova, medida na direção perpendicular à seção de trabalho;

γ é a massa específica da água, tomada igual a 1, expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm³).

Figura 13 – Determinação da massa aparente dos blocos utilizando balança hidrostática.

Fonte: Autor (2018).

De acordo com NESSRALLA (2013), em alguns casos estes resultados podem ser apresentados em relação à área liquida do bloco, dependendo da finalidade desejada, como por exemplo, nas análises numéricas onde se considera o bloco como vazado.

Área bruta é definida como seção perpendicular aos eixos dos furos sem desconto das áreas dos vazios. Os valores das áreas líquidas e brutas serão utilizados para a determinação da tensão resistidas pelos blocos.

3.2.1.3.2. Blocos cerâmicos

A NBR15270-3 (2005) define área líquida como área da seção de assentamento, delimitada pelas arestas do bloco, com desconto das áreas dos furos. Para determinação da área líquida, foram adotados os critérios estabelecidos pela NBR15270-3 (2005). Os procedimentos estão descritos abaixo:

- Após a determinação da área bruta (largura x comprimento), os blocos foram submersos em água à temperatura ambiente por 24 h;

- Após saturados, os blocos foram pesados imersos em água à temperatura de (23 ± 5) ºC; obtendo a sua massa aparente (ma);

- Pesando os blocos imersos em água, obteve-se a sua massa saturada (msat);

- Área líquida, expressa em centímetros quadrados, foi calculada para cada bloco pela expressão:

Onde:

Aliq é igual à área líquida (cm²);

mu é igual à massa do bloco saturado (g);

ma é igual à massa aparente do bloco (g);

H é igual à altura do bloco, em centímetros;

γ é igual à massa específica da água, tomada igual a 1, em gramas por centímetro cúbico.

Na tabela 10 é mostrado os valores de área líquida e área bruta encontrados dos blocos de concreto.

3.2.1.4. Determinação da resistência à compressão

3.2.1.4.1. Blocos de concreto

É a principal característica da unidade para o uso de alvenaria estrutural, deve atingir os requisitos mínimos prescritos na NBR 6136 (2014).

A norma brasileira NBR 12118 (2013) prescreve os procedimentos para a verificação da resistência à compressão, os corpos de prova tiveram suas faces de trabalho regularizadas (capeamento), utilizando-se de pastas de cimento capaz de resistir às tensões do ensaio, a norma ainda diz em nota que admite-se a utilização

de enxofre para a regularização das faces de trabalho, porém, para a realização do ensaio optou-se a utilização da pasta de cimento devido a facilidade de manuseio.

Figura 14 – Blocos de concreto e cerâmicos após a secagem do capeamento.

Fonte: Autor (2018).

Após o preparado dos corpos de provas, os mesmos foram carregados em uma prensa universal até a sua ruptura. A resistência máxima é calculada pela relação entre a carga de ruptura e a área bruta e líquida do bloco.

3.2.1.4.2. Blocos cerâmicos

Conforme dito anteriormente, a resistência à compressão é a principal característica da unidade para o uso em alvenaria estrutural. Para os blocos cerâmicos deve atingir os requisitos mínimos prescritos pela NBR 15270 (2005).

A NBR 15270-3 (2005) descreve o procedimento para a verificação da resistência à compressão em blocos cerâmicos de vedação e estrutural. Da mesma

forma descrita para os blocos de concreto, a resistência é calculada pela relação entre a carga de ruptura pela área bruta e em alguns casos estes resultados podem ser apresentados em relação à área líquida, dependendo da finalidade desejada. Na figura 15 mostra o esforço de compressão aplicado no bloco cerâmico.

Figura 15 - Compressão axial no bloco cerâmico.

Fonte: NBR 15270-3 (2005).

Para a realização do ensaio de compressão foram utilizadas 13 unidades para compor a amostra conforme prescrito na NBR 15270-2, para amostras de até 100.000 blocos.

Conforme prescrito na norma, após o capeamento os blocos ficaram submersos por um período de 6 horas, logo após esse período foram retirados o excesso d’água e submetidos ao ensaio de compressão tendo a taxa de carregamento aplicada na prensa na razão de (0,05 ± 0,01) MPa/s.

3.2.1.5. Determinação da resistência à compressão dos prismas

3.2.1.5.1. Moldagem

Foram seguidos os procedimentos para a moldagem dos prismas descritos na NBR 15961-2 (2011), para essa pesquisa foi utilizado 3 prismas de 3 blocos unidos e não grauteados tanto para os blocos de concreto quanto para os cerâmicos.

As faces do prisma em contato com as placas da prensa devem ser regularizadas por capeamento, para o capeamento dos prismas fora feito utilizando da mesma argamassa de assentamento e respeitando a espessura sem exceder 3 mm conforme determinado por norma.

Após o capeamento os prismas foram identificados, limpes e colocados em ambiente protegido para preservar suas características originais durante 28 dias para cura, conforme figura 6.

Figura 16 – Blocos de concreto e cerâmicos após o capeamento.

Os prismas e pequenas paredes foram moldados no mesmo dia, foi utilizado a mesma argamassa de assentamento e ficaram sujeitos as mesmas condições. Devido a sua altura, não foi optado pelo travamento dos prismas igual procede-se com as paredes visto na figura 5.

É descrito tanto na NBR 15812-3 (2017) quanto na NBR 15961-2 (2001) que para o transporte dos prismas deve-se respeitar um período mínimo de 7 dias, e para esse transporte os prismas devem ser solidarizados por meio de dispositivos de modo a garantir a integridade do conjunto. Porém, optou-se pelo transporte somente no dia 28º dia de cura para a realização do ensaio de compressão.

Após os 28 dias de cura, os materiais foram pintados com tinta cal e movimentados até o pórtico para a realização dos ensaios de compressão.

Figura 17 – Prismas de blocos de concreto e cerâmicos.

Fonte: Autor (2018).

As faces atuantes do equipamento proviam de placas de aço. Os prismas foram posicionados a modo que a carga fosse aplicada na direção do esforço que o bloco deve suportar durante o seu emprego na alvenaria. O centro de gravidade dos prismas fora posicionado no eixo de carga dos pratos da prensa.

Figura 18 - Prismas de blocos cerâmicos preparados para a realização do ensaio de compressão.

Fonte: Autor (2018).

A utilização da maquina de ensaio universal da Quanteq somente foi possível para os blocos cerâmicos, visto que tem capacidade máxima de 19 tf. Para os blocos de concreto foi utilizado o pórtico de reação com macaco hidráulico com capacidade máxima de 35 tf disponível no laboratório conforme pode ser visto na figura 8.

Figura 19 - Prismas preparados para a realização do ensaio de compressão

Fonte: Autor (2018).

A troca de equipamento foi necessária pois as cargas resistidas pelos prismas dos blocos de concreto resistiram a cargas superiores a 19 tf que era a limitação da máquina da Quanteq.

3.2.1.6. Resistência à compressão de pequenas paredes

3.2.1.6.1. Blocos de concreto

Para obter resultados da resistência à compressão mais próximos dos que são obtidos na prática, um dos ensaios que podem ser realizados é com pequenas paredes. Os procedimentos para a realização desse ensaio com os blocos de concreto podem ser observados no anexo B da NBR 15812-3 (2017).

3.2.1.6.2. Moldagem das pequenas paredes

Tanto a NBR 15812-3 (2017) quanto NBR 15961-2 (2011) definem que o corpo de prova tenha no mínimo um comprimento (C) equivalente a dois blocos e altura (H) equivalente a cinco vezes a espessura dos blocos e não inferior a 70cm.

Para a realização do ensaio e atendendo as recomendações mínimas prescritas nas normas, optou-se por utilizar 2 blocos de comprimento e 5 fiadas de blocos para a altura dando assim medidas aproximas de 80x100x14cm (comprimento x altura x espessura). É recomendado a quantidade mínima de 3 paredes de corpos de provas para a realização do ensaio.

Após o assentamento utilizando de guias (gabaritos), fio de prumo e nível, as paredes foram capeadas, pintados com cal, identificadas, limpas e colocadas em ambiente protegido para preservar suas características originais nos 28 dias de cura conforme indicado na referida norma.

Assim como os prismas antes da realização dos ensaios, as paredes foram pintadas com tinta cal para melhor percepção das fissuras.

3.2.1.6.3. Realização do ensaio de resistência à compressão das pequenas paredes

A realização do ensaio de resistência à compressão das pequenas paredes é o mesmo adotado para ambos os blocos, não havendo nenhum procedimento diferenciado.

Para a realização dos ensaios houve a necessidade do transporte, foi utilizado fita de fixação no entorno, com um guincho hidráulico foram suspensas e colocadas em um carrinho de 4 rodas para locomover até o pórtico.

Figura 20 – Elevação das pequenas paredes para transporte até o pórtico de reação.

Fonte: Autor (2018).

No trajeto até o pórtico houve a necessidade do auxílio de mais duas pessoas para que as paredes não tombassem e comprometessem a realização dos ensaios. Posteriormente foram içadas com uma talha manual existente no pórtico.

Abaixo na figura 21 é mostra uma das pequenas paredes de blocos preparadas para a realização do ensaio de compressão no pórtico de reação existe no laboratório, o mesmo utilizado para os prismas de concreto.

Figura 21 - Pequena parede de blocos de concreto preparadas para realização do ensaio de compressão.

Fonte: Autor (2018).