UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA GUSTAVO MOREIRA SENES DOS SANTOS OTÁVIO LUCAS DE ALMEIDA PRADO BASSO
QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL COM ENFOQUE NO PROCESSO CONSTRUTIVO DE ALVENARIA ESTRUTURAL NÃO ARMADA DE BLOCOS DE
CONCRETO
Palhoça 2020
GUSTAVO MOREIRA SENES DOS SANTOS OTÁVIO LUCAS DE ALMEIDA PRADO BASSO
QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL COM ENFOQUE NO PROCESSO CONSTRUTIVO DE ALVENARIA ESTRUTURAL NÃO ARMADA DE BLOCOS DE
CONCRETO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Roberto de Melo Rodrigues, Esp.
Palhoça 2020
Dedicamos este trabalho aos nossos pais, aos nossos familiares e aos nossos amigos pelo apoio incondicional.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente à Deus pela oportunidade de alcançar mais um objetivo.
Aos nossos pais, Tânia Leide de Almeida Prado Basso e Valdemir Basso; Romário Senes dos Santos e Raquel Moreira, por todo carinho, amor e força, por sempre acreditarem em nossa capacidade e nos apoiarem em qualquer situação.
Aos amigos pela compreensão da ausência.
Ao meu amigo Raphael von Linsingen Pereira, pelo seu apoio e companheirismo.
Ao nosso professor orientador Roberto de Melo Rodrigues, por sua confiança e incansável dedicação.
E, a todos que, direta ou indiretamente, conosco participaram desta caminhada.
“A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltará ao seu tamanho original” (ALBERT EINSTEIN).
RESUMO
O presente trabalho de conclusão de curso tem como objeto de estudo as melhorias na qualidade na construção civil, com enfoque no processo construtivo de alvenaria estrutural não armada de blocos de concreto. De início, elaborou-se uma revisão bibliográfica com tópicos sobre o histórico da alvenaria estrutural no Brasil e no mundo, conceitos e detalhes construtivos importantes, além de um estudo das principais manifestações patológicas que surgem na alvenaria, discutindo suas origens e causas. Diante disso, foram apresentados diversos procedimentos para as empresas sanarem a deficiência na qualidade na execução de alvenarias estruturais, como normas regulamentadoras e boas práticas.
ABSTRACT
The presente work has as object of study the improvementes in the quality in the civil construction, focusing on the process of execution of structural masonry of concrete blocks. At the beginning, a bibliographic review on the history of structural masonry in Brazil and in the world, important concepts and constructive details was elaborated, in addition to a study of the main pathological manifestations that arise in masonry, discussing its origins and causes. In view of this, different procedures were necessary for companies to remedy the deficiency in quality in the execution of masonry, such as regulatory standards and good practices.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Pirâmides do Egito ... 18
Figura 2 - Farol de Alexandria por Fischer von Erlach (1721) ... 18
Figura 3 - Coliseu ... 18
Figura 4 - Edifícios Monadnock Building ... 20
Figura 5 - Central Park Lapa ... 21
Figura 6 - Bloco de concreto básico ... 22
Figura 7 - Bloco Vazado de Concreto ... 26
Figura 8 – Assentamento de blocos de concreto ... 30
Figura 9 - Grauteamento ... 32
Figura 10 - Posicionamento das armaduras ... 33
Figura 11 - Sistema estrutural em paredes transversais ... 34
Figura 12 - Sistema estrutural em paredes celulares ... 34
Figura 13 - Sistema estrutural complexo ... 35
Figura 14 - Representação do esforço a compressão ... 37
Figura 15 - Representação do esforço a flexão ... 37
Figura 16 - Representação da força de cisalhamento ... 38
Figura 17 - Abertura no bloco de concreto ... 44
Figura 18 - Falha de execução ... 45
Figura 19 - Falha de execução (2) ... 45
Figura 20 - Bisnaga para aplicação de argamassa de assentamento ... 46
Figura 21 - Gabarito de porta ... 46
Figura 22 - Escantilhào e régua gabarito ... 47
Figura 23 - Gabarito de janela ... 47
Figura 24 - Régua de nível ... 48
Figura 25 - Armazenamento incorreto de blocos ... 50
Figura 26 - Armazenamento correto dos blocos ... 50
Figura 27 - Fissuração vertical da alvenaria causada por sobrecarga ... 52
Figura 28 - Fissuração da laje por flexo-compressão ... 52
Figura 29 - Fissuração causada pela concentração de tensões nos cantos das aberturas ... 53
Figura 30 - Fissuração na alvenaria causadas pela dilatação térmica na laje de cobertura ... 53
Figura 31 - Fissura promovida pela retração em laje ... 54
Figura 32 - Fissuras inclinadas devido a recalques diferenciados das fundações .... 54
Figura 33 - Fissuração causada pela falha de homogeneidade do solo ... 55
Figura 34 - Fissuras horizontais provocadas pela retração das lajes ... 55
Figura 35 - Fissuras provocadas por carregamentos desbalanceados ... 56
Figura 36 - Fissuração provocada por movimentações higroscópicas ... 57
Figura 37 - Sistema estrutural em paredes transversais ... 60
Figura 38 -Sistema estrutural em paredes celulares ... 60
Figura 39 - Sistema estrutural complexo ... 61
Figura 40 - Carrinho adequado para transporte horizontal de blocos ... 62
Figura 41 - Blocos armazenados sobre estrados e revestidos com lona ... 62
Figura 42 - Junta vertical ... 63
Figura 43 - Forma correta de instalar a verga e a contra-verga ... 65
Figura 44 - Junta de dilatação laje de cobertura ... 66
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Dimensões reais dos blocos de concreto ... 27
Quadro 2 - Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das paredes dos blocos. ... 28
Quadro 3 - Requisitos para resistência característica à compressão, absorção e retração. ... 28
Quadro 4 - Valores característico da resistência ao cisalhamento - fvk (MPa) ... 38
Quadro 5 - Custos aproximados entre as estruturas convencionais e a alvenaria estrutural no Brasil ... 40
Quadro 6 - Dimensão padrão ... 49
Quadro 7 - Limite máximo substâncias estranhas na água ... 49
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 13 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 13 1.2 JUSTIFICATIVA... 13 1.3 OBJETIVOS ... 14 1.3.1 Objetivo geral ... 14 1.3.2 Objetivo específico ... 14 1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA ... 15 1.5 METODOLOGIA DA PESQUISA ... 15 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 17
2.1 HISTÓRICO DA ALVENARIA ESTRUTURAL ... 17
2.1.1 Histórico no mundo ... 17
2.1.2 Histórico da alvenaria estrutural no Brasil ... 20
2.2 ELEMENTOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL ... 21
2.2.1 Termos e definições ... 21
2.2.2 Bloco de concreto ... 24
2.2.2.1 Resistência à Compressão ... 28
2.2.2.2 Produção de Blocos de Concreto ... 29
2.2.2.3 Classificação dos blocos de Concreto ... 30
2.2.3 Argamassa de assentamento ... 30
2.2.4 Graute ... 31
2.2.5 Armadura ... 32
2.3 PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS ... 33
2.3.1 Paredes ... 33 2.3.2 Lajes ... 35 2.3.3 Esforços Atuante... 36 2.3.3.1 Resistência a compressão ... 36 2.3.3.2 Esforço Flexão ... 37 2.3.3.3 Cisalhamento ... 37
2.4 VANTAGEM E DESVANTAGEM DA ALVENARIA ESTRUTURAL ... 39
2.4.1 Vantagens ... 39
3 PATOLOGIAS EM ALVENARIA ESTRUTURAL ... 42
3.1 NÃO CONFORMIDADES NA ALVENARIA ESTRUTURAL ... 43
3.1.1 Falhas de projeto... 43
3.1.2 Falhas de execução ... 44
3.1.3 Falha de materiais ... 48
3.2 FISSURAÇÃO EM ALVENARIAS ESTRUTURAIS ... 51
3.2.1 Fissuras provocadas pela concentração de tensões ... 51
3.2.2 Fissuras provocadas pela variação de temperatura e de umidade ... 53
3.2.3 Fissuras causadas por recalques diferenciais das fundações ... 54
3.2.4 Fissuras causadas pela retração de argamassas ... 55
3.2.5 Fissuras provocadas por carregamento desbalanceado ... 56
3.2.6 Fissuras causadas por movimentações higroscópicas ... 56
3.2.7 Outras Manifestações Patológicas ... 57
4 BOAS PRÁTICAS PARA EVITAR NÃO CONFORMIDADES NAS EDIFICAÇÕES EM ALVENARIA ESTRUTURAL ... 59
4.1 GEOMETRIA DA EDIFICAÇÃO ... 59
4.2 DETALHES CONSTRUTIVOS IMPORTANTES... 61
4.2.1 Transporte de blocos ... 61
4.2.2 Cuidados com os blocos nas fases de assentamento ... 62
4.2.3 Respaldo ... 63
4.3 ESPESSURA DE JUNTA VERTICAL ... 63
4.4 DESAPRUMO ... 64
4.5 TENSÕES AO REDOR DE ABERTURAS ... 65
4.6 DILATAÇÃO TÉRMICA LAJE DE COBERTURA ... 65
4.7 PROJETOS COMPLEMENTARES ... 66
4.7.1 Projeto de instalações hidráulicas ... 66
4.7.2 Projeto de instalações elétricas ... 66
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 68
5.1 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ... 69
1 INTRODUÇÃO
Martins (2009) define as alvenarias como maciços construídos de pedras ou blocos de cimento, naturais ou artificiais, conectadas entre si com estabilidade a partir da combinação de juntas e argamassas, com a finalidade de servirem para a execução de edifícios.
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), o conceito estrutural fundamental relacionado à utilização da alvenaria estrutural é a transmissão de ações através de tensões de compressão. Atualmente, se admite a existência de tensões de tração em certas peças uma vez que se respeite os limites dos materiais.
A alvenaria estrutural está presente há milhares de anos, e se iniciou a partir do uso do conhecimento empírico, fundamentado na vivência dos construtores, de maneira que a forma assegurava a estabilidade e a rigidez estrutural. Essas construções esplêndidas marcaram a humanidade por suas características estruturais e arquitetônicas, em que eram constituídas por unidades de blocos de pedra ou cerâmicos, como pode ser apreciado em construções como as pirâmides do Egito, O Coliseu Romano, a Catedral de Notre Dame, entre outras (MOHAMAD, 2015).
Desde então, o uso da alvenaria estrutural vem crescendo e se modernizando, sendo uma alternativa de construção duradoura, econômica, não gerando muitos resíduos para o meio ambiente, sendo assim uma construção mais sustentável, e é isso que a sociedade está buscando no seu habitat (TAUIL; NESE, 2010).
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Este trabalho busca responder a seguinte questão: as boas técnicas construtivas e um efetivo controle de qualidade estão adequadamente empregados na execução da estrutura em alvenaria estrutural de blocos de concreto nas obras analisadas?
1.2 JUSTIFICATIVA
Atualmente o Brasil está passando por uma crise econômica que vem sendo recorrente já há alguns anos. Em uma crise econômica de grande escala nota-se a estagnação econômica do país que impacta diretamente vários setores industriais. A
indústria de construção civil vem sendo bem prejudicada em detrimento disso, há menos construções, menos empregos, menos investimento e isso acaba resultando numa pior qualidade nas construções. Grande parte de uma obra é composta de alvenaria, se a qualidade da alvenaria está em decadência, também está a obra.
Soma com isso o fato de a maioria dos cursos profissionalizantes de engenharia civil do país não oferecerem uma disciplina focada em alvenaria estrutural, e aqueles que oferecem geralmente deixam como disciplinas optativas. Então é apenas natural que os profissionais tenham um conhecimento reduzido de alvenaria estrutural. O que acontece quando existe uma demanda e não há pessoas suficientes aptas para satisfazê-la? Construtoras contratam profissionais menos habilitados para realizar o serviço, comprometendo a qualidade da construção.
Sendo assim, esse trabalho se justifica pela importância de um estudo que busca conhecer o processo construtivo, a racionalização da construção e a qualidade das obras neste sistema construtivo, que será realizado através de uma pesquisa exploratória baseada numa revisão bibliográfica sobre o tema.
1.3 OBJETIVOS
Serão apresentados, a seguir, os objetivos, abordando tanto a temática geral do trabalho como as específicas do universo do tema.
1.3.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho é conhecer melhorias em qualidade na construção civil com enfoque no processo construtivo em alvenaria estrutural não armada em blocos de concreto.
1.3.2 Objetivo específico
a) realizar revisão bibliográfica para o melhor entendimento do tema abordado; b) identificar os materiais e o comportamento da alvenaria estrutural de blocos de
concreto;
c) identificar os fatores causadores das principais patologias da alvenaria estrutural de blocos de concreto;
d) apresentar maneiras para evitar a ocorrência de patologias mais frequentes nas obras de alvenaria estrutural.
1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA
Em decorrência da situação vivenciada no ano de 2020, ocasionada pela pandemia do COVID-19, não foi realizado estudo de caso em obras da região para a verificação in loco do processo de execução de obras em alvenaria estrutural de blocos de concreto e investigação de eventuais patologias de execução.
1.5 METODOLOGIA DA PESQUISA
A metodologia tem como finalidade expor o caminho percorrido para a produção do conhecimento motivado neste estudo.
No tocante aos seus objetivos, este é um trabalho com pesquisa do tipo exploratória e descritiva. De acordo com Gil (2002), as pesquisas descritivas têm como objetivo primordial a descrição das características de determinada população ou fenômeno ou, então, o estabelecimento de relações entre variáveis. Já as pesquisas exploratórias têm como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema, com vistas a torná-lo mais explícito ou a constituir hipóteses. Essas pesquisas têm como objetivo principal o aprimoramento de ideias ou a descoberta de intuições (GIL, 2002).
Para o desenvolvimento da pesquisa, com base em material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos foi criado um resumo geral (como se fosse um “manual”) sobre patologias recorrentes, como elas surgem, o que elas são e a solução para o problema.
A finalização do TCC apresenta as principais conclusões do trabalho realizado e a verificação do atendimento dos objetivos específicos propostos neste TCC. Neste item foram indicadas as recomendações para a realização de trabalhos futuros que venham a tratar do tema desenvolvido neste estudo proposto.
1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho é dividido em 5 capítulos. O primeiro capítulo aborda a introdução, problema de pesquisa, justificativa, objetivos, metodologia e estrutura do trabalho. O segundo capítulo aborda a revisão bibliográfica onde foram explorados diversos assuntos a respeito de alvenaria estrutural. No terceiro capítulo foram abordados os fatores causadores das principais patologias da alvenaria estrutural bem como as maneiras para evitá-las. No quarto capítulo foram discutidos práticas para se evitar não conformidades nas edificações. No quinto e último capítulo são apresentadas as considerações finais.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo foram apresentados estudos sobre a qualidade na alvenaria estrutural e seu histórico no brasil e no mundo. Também uma breve revisão sobre os principais conceitos e elementos da alvenaria estrutural.
2.1 HISTÓRICO DA ALVENARIA ESTRUTURAL
A construção em alvenaria está sendo importante desde a época que o homem deixou de ser nômade para ser sedentário e agricultor, cerca de dez mil anos atrás, onde necessitava de um abrigo permanente, para proteção de animais e as intempéries. Há relatos que a alvenaria começou a se desenvolver na Mesopotâmia, com tijolos de barro queimados ao sol. Desde então o homem vem utilizando a alvenaria para diversos fins e construindo obras que atravessam milênios e que até hoje são marcos na história do mundo e da engenharia.
2.1.1 Histórico no mundo
Dos grandes feitos da história perante a engenharia, um dos exemplos mais notórios são as pirâmides, de imensos blocos de pedra colocados um sobre o outro dando formato piramidal, com cada bloco pesando na média de 25 kN. “A Grande Pirâmide, túmulo do faraó Queóps, mede 147 metros de altura e sua base é um quadrado de 230 metros de lado” (RAMALHO; CORRÊA, 2003, p. 2). É admirável ver o que o homem pode construir com tão pouca tecnologia e a capacidade de mover exércitos de trabalhadores.
Figura 1 – Pirâmides do Egito
Fonte: Liberato (2006).
Um marco como o farol de Alexandria, onde até hoje toda construção com o mesmo objetivo, (ajudar na navegação e informar a proximidade do terreno para os navegantes), leva o nome de farol. “Construído em mármore branco, com 134 m de altura, possuía um engenhoso sistema de iluminação, baseado em um jogo de espelhos” (RAMALHO; CORRÊA, 2003. p. 3). A sua luz podia ser vista a 50 km de distância, foi destruído por um terremoto, mas a base quadrada ainda está de pé como um testemunho da sua magnitude.
Figura 2 - Farol de Alexandria
Fonte: Ficher von Erlach (1721).
O coliseu, “com capacidade para 50.000 pessoas, é um maravilhoso exemplo de arquitetura romana, com mais de 500 metros de diâmetro e 50 metros de altura” (RAMALHO; CORRÊA, 2003. p. 3). E por ter características como grandes aberturas
e serem bem distribuídas, onde as pessoas conseguiam sair e entrar rapidamente para assistir os espetáculos, se caracteriza como um marco na engenharia.
Figura 3 – Coliseu
Fonte: Diliff (2007).
A catedral de Reins “demonstra a aprimorada técnica de se conseguir vãos relativamente grandes utilizando-se apenas estruturas comprimidas” (RAMALHO; CORRÊA, 2003. p. 3). É um modelo de estrutura de alvenaria mais refinado onde seu interior traz uma sensação de amplitude e magnitude, e com uma característica arquitetônica e técnicas construtivas muito satisfatórias para a época.
O edifício Monadnock Building, construído em Chicago no ano de 1889 com 16 pavimentos e 60 metros de altura, com suas paredes medindo 1,80 de largura no pavimento térreo, “foi considerado uma obra ousada, como se explorasse os limites dimensionais possíveis para edifícios de alvenaria” (RAMALHO; CORRÊA, 2003. p. 4).
Figura 4 – Edifício de Monadnock Building.
Fonte: Staub (2005).
Com o aprimoramento do concreto e do aço onde se conseguiram uma construção mais alta com peças estrutural mais esbelta assim ganhando espaço na obra, a alvenaria estrutural foi perdendo força no final do século XIX.
A partir do século 19 houve os primeiros relatos de estudos relacionado a alvenaria estrutural, conseguindo assim calcular as espessuras necessária para as paredes, e com a chegada da segunda guerra mundial onde a maioria do aço foi utilizada para fazer materiais bélicos, a construção de alvenaria estrutural ganhava força novamente. Na Suíça por volta de 1950 começaram a surgir a primeiras normas de alvenaria estrutural. E nos anos 60 e 70 foram intensificados as pesquisas e os experimentos, e hoje em dia a alvenaria estrutural está atingindo um nível de cálculo e execução parecidos a de uma estrutura de aço e concreto.
2.1.2 Histórico da alvenaria estrutural no Brasil
No século XIV os portugueses desembarcam no Brasil trazendo o método de construção de alvenaria, nessa época a construção era a penas “alvenaria resistente” pelo seu método de construção empírico. Já no final da década de 1960 com os avanços na pesquisa “foi o marco inicial do emprego do bloco de concreto em alvenarias estruturais armadas no Brasil, com a construção do conjunto habitacional Central Park Lapa, em São Paulo” (MOHAMAD, 2015). Com quatro pavimentos e paredes com espessura de 19 cm.
“Na década de 1990 foi construído o edifício residencial “Solar dos Alcantaras” em São Paulo/SP” (MOHAMAD, 2015). Com 21 pavimentos e paredes com 14 cm de bloco de concreto é o prédio mais alto em alvenaria estrutural do Brasil.
Hoje o Brasil já possui a NBR 15961 para cálculo da alvenaria estrutural, com isso se firmando como uma alternativa eficaz e econômica devido às vantagens de construção como sua rapidez de execução, economia, segurança e qualidade, se popularizou, principalmente nos conjuntos habitacionais de baixa renda.
Figura 5 - Central Park Lapa
Fonte: Comunidade da construção (2019).
2.2 ELEMENTOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL
Este item abordará as características e os conceitos dos principais componentes da alvenaria estrutural.
2.2.1 Termos e definições
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), há diferença entre o conceito de “componente” e “elemento”. Um componente da alvenaria é uma entidade básica, que compõe os elementos que, por sua vez, comporão a estrutura. Os componentes mais notórios da alvenaria estrutural são: blocos (ou unidades); argamassa, graute e armadura. O mesmo autor define os elementos como uma porção suficientemente elaborada da estrutura, sendo formados a partir da junção de dois ou mais
componentes. Exemplos de elementos podem ser: paredes, pilares, cintas, vergas, etc. (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
Conforme a Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 15961-1 (ABNT, 2011):
Componentes: menor parte constituinte de um elemento da estrutura, incluindo: a) bloco: componente básico da alvenaria;
Figura 6 - Bloco de concreto básico
Fonte: Praconstruir (2019).
b) junta de argamassa: componente utilizado na ligação dos blocos;
c) graute: componente utilizado para preenchimento de espaços vazios de blocos com a finalidade de solidarizar armaduras à alvenaria ou aumentar sua capacidade resistente.
Elemento de alvenaria: parte da estrutura suficientemente elaborada constituída da reunião de dois ou mais componentes.
a) não armado: elemento de alvenaria no qual a armadura é desconsiderada para resistir aos esforços solicitantes;
b) armado: elemento de alvenaria no qual são utilizadas armaduras passivas que são consideradas para resistência aos esforços solicitantes;
c) protendido: elemento de alvenaria em que são utilizadas armaduras ativas impondo uma pré-compressão antes do carregamento.
Parede: elemento arquitetônico que permite delimitar ou fechar um lugar. a) estrutural: toda parede admitida como participante da estrutura;
Viga: elemento linear que resiste predominantemente à flexão e cujo vão seja maior ou igual a três vezes a altura da seção transversal.
Verga: elemento estrutural colocado sobre abertura de porta e janela que tenha a função exclusiva de transmissão de cargas verticais para as paredes adjacentes à abertura.
Contraverga: elemento estrutural colocado sob o vão de abertura com a função de redução de fissuração nos seus cantos.
Cinta: elemento estrutural apoiado continuamente na parede, ligado ou não às lajes, vergas ou contravergas.
Pilar: elemento linear que resiste predominantemente a cargas de compressão e cuja maior dimensão da seção transversal não exceda cinco vezes a menor dimensão.
Parede: elemento laminar que resiste predominantemente a cargas de compressão e cuja maior dimensão da seção transversal excede cinco vezes a menor dimensão.
Coxim: elemento estrutural não contínuo, apoiado na parede, para distribuir cargas concentradas.
Enrijecedor: elemento vinculado a uma parede estrutural com a finalidade de produzir um enrijecemento na direção perpendicular ao seu plano.
Diafragma: elemento estrutural laminar admitido como rígido em seu próprio plano, sendo usualmente a laje de concreto armado que distribui as ações horizontais para as paredes.
Prisma: corpo de prova obtido pela superposição de blocos unidos por junta de argamassa, grauteados ou não. Ensaiados à compressão, oferece informação básica sobre resistência à compressão da alvenaria e é o principal parâmetro para o projeto e controle da obra.
- Área bruta, liquida e efetiva:
a) bruta: área de um componente (bloco) ou elemento (parede) considerando-se as suas dimensões externas e desprezando-considerando-se a existência dos vazios; b) liquida: área de um componente ou elemento, com desconto das áreas dos
c) efetiva: parte da área líquida de um componente ou elemento, sobre a qual efetivamente é disposta a argamassa.
Amarração direta ou indireta
a) direta no plano da parede: padrão de distribuição dos blocos no plano da parede no qual as juntas verticais se defasam de no mínimo 1/3 do comprimento dos blocos;
b) junta não amarrada no plano da parede: padrão de distribuição dos blocos no plano da parede que não atende ao descrito acima no item “a”. toda parede com junta não amarrada no seu plano deve ser considerada não estrutural, salvo se existir comprovação experimental de sua eficiência ou se efetuada amarração indireta conforma item “d”;
c) amarração direta de paredes: padrão de ligação de paredes por intertravamento de blocos, obtido com a interpenetração alternada de 50% das fiadas de uma parede na outra ao longo das interfaces comuns;
d) amarração indireta de paredes: padrão de ligação de paredes com junta vertical a prumo em que o plano da interface comum é atravessado por armaduras normalmente constituídas por grampos metálicos devidamente ancorados em furos verticais adjacentes grauteados ou por telas metálicas ancoradas em juntas de assentamento.
2.2.2 Bloco de concreto
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), as unidades são os encarregados essenciais pela definição das características resistentes da estrutura. No Brasil, as unidades mais utilizadas para edificações de alvenaria estrutural são: unidades de concreto, unidades cerâmicas e unidades sílico-calcáreas.
Os blocos de concreto foram introduzidos ao mercado brasileiro na década de 1970. Os materiais integrantes são: água, pedra, areia, cimento e aditivos para aumentar a coesão da mistura fresca. São produzidos por vibrocompactação e curados ao ar ou em câmara úmida através de aquecimento. Geralmente são unidades vazadas, de formato cônico, com dois ou três furos (MOHAMAD, 2015).
Para Ramalho e Corrêa (2003), as unidades podem ter duas formas: maciças ou vazadas, mais conhecidas como tijolos ou blocos, respectivamente. São
classificadas como maciças aquelas que apresentam um índice de vazios de no máximo 25% da área total. Se os vazios ultrapassarem esse limite, a unidade é classificada como vazada.
A NBR 6136 – Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria Estrutural determina que a resistência característica do bloco à compressão, medida em relação à área bruta, deve respeitar os seguintes limites:
fbk ≥ 6 Mpa: blocos em paredes externas sem revestimento;
fbk ≥ 4,5 Mpa: blocos em paredes internas ou externas com revestimento (ABNT, 2014).
Sendo assim, só podem ser utilizados blocos de concreto com resistência característica de no mínimo 4,5 Mpa (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
Para Martins (2009, p. 11), as características essenciais dos tijolos cerâmicos para alvenaria são:
Regularidade na forma e dimensões; Arestas vivas e cantos resistentes; Som “claro” quando percutido;
Resistência suficiente para resistir esforços de compressão Ausência de fendas e cavidades;
Facilidade no corte;
Homogeneidade da massa e cor uniforme; Pouca porosidade (baixa absorção).
Martins (2009, p. 12) também cita os tipos de blocos e tijolos mais utilizados:
Bloco de concreto estrutural - Aplicação em alvenaria estrutural armada e parcialmente armada. Permite que as instalações elétricas e hidráulicas fiquem já na fase de levantamento da alvenaria.
Bloco de concreto de vedação - Para fechamento de vãos em prédios estruturados. Devem ser observados os vãos entre vigas e pilares, de modo a propor vãos modulados em função das dimensões dos blocos. Bloco cerâmico de vedação - Deve-se procurar a modulação dos vãos,
apesar de ser mais fácil o corte neste tipo de bloco. Dimensões mais encontradas (cm): 9x19x19 e 9x19x29.
Tijolo cerâmico maciço - Empregado geralmente para a alvenaria de vedação ou como estrutural para casas térreas. Devido às suas dimensões, a produtividade de mão-de-obra na execução dos serviços é mais baixa. Os tijolos maciços também são usados em alvenaria aparente. Dimensões (cm): 5x10x20 aproximadamente.
Bloco sílico-calcárea - Empregado como bloco estrutural ou de vedação. Mistura de cal e areia silicosa, curadas em autoclaves, com vapor e alta pressão e temperatura. Também conhecidos como blocos de concreto celular autoclavados.
Bloco de concreto vazado é o componente de alvenaria cuja área líquida é igual ou inferior a 75% da área bruta.
Figura 7 - Bloco Vazado de Concreto
Fonte: ABNT (2006, p. 2).
área bruta: Área da seção perpendicular aos eixos dos furos, sem desconto das áreas dos vazios.
área líquida: Área média da seção perpendicular aos eixos furos, descontadas as áreas médias dos vazios.
A respeito das dimensões, conforme a NBR 6136 (ABNT, 2006), tem-se que:
Dimensões nominais: Dimensões comerciais dos blocos, indicadas pelos fabricantes, múltiplas do módulo M = 10 cm e seus submódulos M/2 e M/4 Dimensões reais: Aquelas obtidas ao medir cada bloco, equivalentes às dimensões nominais diminuídas em 1 cm, que correspondem à espessura média da junta de argamassa (Quadro 1).
Blocos modulares: Blocos com dimensões coordenadas, para a execução de alvenarias modulares, isto é, alvenarias com dimensões múltiplas do módulo M = 10 cm e seus submódulos M/2 e M/4.
Família de blocos: conjunto de componentes de alvenaria que interagem modularmente entre si e com outros elementos construtivos. Os blocos que compõem a família, segundo suas dimensões, são designados como bloco inteiro (bloco predominante), meio bloco, blocos de amarração L e T (blocos
para encontros de paredes), Blocos compensadores A e B (blocos para ajustes de modulação) e blocos tipo canaleta.
Quadro 1 - Dimensões reais dos blocos de concreto
Fonte: ABNT (2006, p. 5).
A espessura mínima de qualquer parede de bloco deve atender ao quadro 2. A tolerância permitida nas dimensões das paredes é de – 1,0 mm para cada valor individual.
Quadro 2 - Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das paredes dos blocos.
Fonte: ABNT (2006, p. 5).
2.2.2.1 Resistência à Compressão
Segundo a norma NBR 6136 (ABNT, 2014) os blocos vazados de concreto prescritos nesta Norma devem atender aos limites de resistência, absorção e retração linear por secagem estabelecidos no quadro 3.
Quadro 3 - Requisitos para resistência característica à compressão, absorção e retração.
2.2.2.2 Produção de Blocos de Concreto
De acordo com a NBR 6136 (ABNT, 2014), esses são os materiais necessários para a produção de blocos vazados em concreto:
Concreto: o concreto deve ser constituído de cimento Portland, agregados e água.
Cimento: Somente cimentos que obedeçam às especificações brasileiras para cimento (ABNT NBR 5732, ABNT NBR 5733, ABNT NBR 5735, ABNT NBR 5736 E ABNT NBR 11578), destinados à preparação de concretos e argamassas, são considerados nesta Norma.
Água: A água de amassamento deve ser limpa e isenta de produtos nocivos à hidratação do cimento.
Agregados: Os agregados graúdos e miúdos devem estar de acordo com a ABNT NBR 7211. Escórias de alto forno, cinzas volantes, argila expandida ou outros agregados leves ou não pode ser usado com a condição de que o produto final atenda aos requisitos físico-mecânicos da norma. Recomenda-se que a dimensão máxima característica do agregado não ultrapasse a metade da menor espessura de parede do bloco.
Aditivos e adições:
- Será permitido o uso de aditivos, de acordo com a ABNT NBR 11768, adições ou pigmentos, desde que o produto final atenda aos requisitos físico-mecânicos.
- Os aditivos não devem conter substâncias potencialmente capazes de promover a deterioração do concreto dos blocos ou materiais próximos, quer por contato direto, quer por disseminação de íons.
Os blocos devem ser fabricados e curados por processos que assegurem a obtenção de um concreto suficientemente homogêneo e compacto, de modo a atender a todas as exigências da Norma 6136. Os lotes devem ser identificados pelo fabricante segundo sua procedência e transportados e manipulados com as devidas precauções, para não terem sua qualidade prejudicada.
Os blocos devem ter arestas vivas e não devem apresentar trincas, fraturas ou outros defeitos que possam prejudicar o seu assentamento ou afetar a
resistência e a durabilidade da construção, não sendo permitida qualquer reparo que oculte defeitos eventualmente existentes no bloco.
Por ocasião do pedido de cotação de preços, o comprador deve indicar o local da entrega do material, bem como a classe, a resistência característica à compressão, as dimensões e outras condições particulares dos blocos desejados especificados no projeto.
Para fins de fornecimentos regulares, a unidade de compra é o bloco.
2.2.2.3 Classificação dos blocos de Concreto
A NBR 6136 (ABNT, 2014) classifica os blocos de concreto em quatro classes: A, B, C e D:
a) Classe A: Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima ou abaixo do nível do solo;
b) Classe B: Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo;
c) Classe C: Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo;
d) Classe D: Sem função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo.
As características mecânicas dos blocos, segundo Mohamad (2015), derivam dos materiais constituintes, umidade do material usado na moldagem, do grau de compactação e do método de cura. O mesmo autor sugere que a dimensão máxima característica do agregado não exceda a metade da menor espessura de parede de blocos.
2.2.3 Argamassa de assentamento
Para Mohamad (2015), a argamassa de assentamento detém as funções básicas de solidarizar as unidades, criando uma estrutura única, de transmitir e uniformizar todas as tensões verticais e horizontais atuantes entre as unidades de alvenaria, absorver pequenas deformações e prevenir a entrada de água e de vento nas edificações. Geralmente composta de areia, cimento, cal e água suficiente para gerar uma mistura plástica de boa trabalhabilidade, resistência, plasticidade e durabilidade para o desempenho de suas funções.
Fonte: Barros (2016).
Para o projetista é indispensável o conhecimento de resistência média à compressão da argamassa, uma vez que a NBR 10837 especifica diferentes valores de tensão admissível à tração e ao cisalhamento para a alvenaria em função desse parâmetro. Contudo, a resistência à compressão da argamassa não é tão expressiva para a resistência à compressão das paredes (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
De acordo com Martins (2009), as funções mais importantes das argamassas de assentamento são a aptidão de unir blocos ou tijolos, a disposição uniforme das cargas verticais, a resistência a esforços laterais, a absorção de deformações e a selagem das juntas. O mesmo autor conclui que para certificar estas performances, é necessário realizar um estudo de argamassas levando em consideração:
- a sua capacidade de resistência à flexão e a compressão - ao seu módulo de elasticidade
- as possíveis retrações - a sua aderência
- a sua capacidade de retenção de água - a trabalhabilidade (MARTINS, 2009, p. 14).
2.2.4 Graute
Ramalho e Corrêa (2003) definem graute como um concreto com agregados de pequena dimensão e moderadamente fluido, ocasionalmente essencial para o preenchimento dos vazios dos blocos. Sua função é conceder o aumento da área da seção transversal das unidades ou viabilizar a solidarização dos blocos com possíveis armaduras posicionadas nos seus vazios. Os mesmos autores complementam que dessa maneira pode-se aumentar a capacidade portante da alvenaria à compressão
ou admitir que as armaduras instaladas afrontem tensões de tração que a alvenaria por si só não teria chances de resistir.
De acordo com Tauil e Nese (2010), para a preparação e lançamento do graute, precisa primeiro ser misturado em betoneira na obra ou ser usinado em centrais externas para a seguir ser enviado para a obra por meio de caminhões betoneiras. Seus componentes são: areia, pedrisco, cimento e cal. Por fim, os mesmos autores recomendam vibrar o graute por camadas, tomando-se os cuidados essenciais para não abalar a parede já erguida.
Figura 9 - Grauteamento
Fonte: Lage (2018).
Para Ramalho e Corrêa (2003) o conjunto bloco, graute e armadura trabalham juntos, formando um conjunto único.
Segundo a NBR 10837, o graute deve ter sua resistência característica maior ou igual a duas vezes a resistência característica do bloco, enquanto a resistência característica do bloco é referida à área bruta e que o índice de vazios para os blocos é geralmente de 50% (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
2.2.5 Armadura
As barras de aço utilizadas nas edificações de alvenaria são as mesmas utilizadas nas estruturas de concreto armado, mas, neste caso, serão sempre envolvidas por graute, para certificar o trabalho conjunto com o restante dos componentes da alvenaria. Uma ressalva é admitida para as armaduras colocadas nas juntas das argamassas de assentamento. Nesse caso é interessante destacar
que o diâmetro deve ser de no mínimo 3,8 mm, não ultrapassando a metade da espessura da junta (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
Figura 10 - Posicionamento das armaduras
Fonte: ABCI (1990).
2.3 PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS
2.3.1 Paredes
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), parte importante do projeto estrutural consiste em determinar quais paredes serão consideradas estruturais e não-estruturais, de acordo com as cargas verticais. Essa escolha pode ser condicionada por alguns fatores como a utilização da edificação e a simetria da estrutura. E é esse conjunto de elementos que é conhecido como sistema estrutural.
De acordo com Hendry (1981 apud RAMALHO; CORRÊA, 2003), os sistemas estruturais podem ser classificados de acordo com a disposição das paredes estruturais, apresentando três diferentes categorias, a saber:
Sistema de paredes transversais;
Sistema aplicável em edifícios de planta alongada e retangular que conduz os carregamentos das lajes na direção das paredes internas, em que são encarregados por absorver a carga unidirecional das lajes e transmitir para os pavimentos inferiores. As paredes externas não têm função estrutural, de modo a admitir a colocação de grandes caixilhos. As lajes são armadas em uma direção, de forma a apoiarem-se sobre as paredes estruturais, como pode ser visto na figura 11.
Figura 11 - Sistema estrutural em paredes transversais
Fonte: Hendry (1981 apud MOHAMAD, 2015, p. 45). Sistema celular;
Sistema apropriado para edificações de plantas gerais. Todas as paredes são estruturais. A distribuição de carga das lajes ocorre para paredes internas e externas, por isso as lajes podem ser armadas em duas direções, formando um padrão celular como mostrado na figura 12. Suas aplicações principais são em edifícios residenciais em geral.
Figura 12 - Sistema estrutural em paredes celulares
Sistema complexo.
Trata-se da aplicação simultânea dos tipos anteriores, figura 13, dispondo de lajes unidirecionais e bidirecionais no contorno externo da edificação. Essa disposição dos elementos estruturais certifica a estabilidade do conjunto. Muito útil para edificações onde se precisa de alguns painéis externos não estruturais.
Figura 13 - Sistema estrutural complexo
Fonte: Hendry (1981 apud MOHAMAD, 2015, p. 45).
2.3.2 Lajes
As cargas atuantes de uma laje em um edifício podem ser classificadas em dois grupos: cargas permanentes e cargas variáveis. Principais cargas permanentes segundo Ramalho e Corrêa (2003):
Peso Próprio; Contrapiso;
Revestimento ou piso; Paredes não estruturais.
Os mesmos autores explicam que as cargas variáveis são cargas que vão atuar por um curto período como a sobrecarga de utilização, que para os edifícios residenciais variam de 1,5 a 2,0 kN/m².
Na alvenaria estrutural essas cargas que atuam na laje são transferidas direto para a parede que serve de estrutura para o edifício. Para calcular essas ações, dois casos ganham uma maior ênfase, segundo Ramalho e Corrêa (2003):
Laje armada em uma direção; Laje armada em duas direções.
Para os casos de lajes pré-moldadas ou armadas em uma direção, segundo Ramalho e Corrêa (2003), dá-se importância a região de influência de cada apoio, em outras palavras, os lados perpendiculares à direção da armadura. De acordo com o mesmo autor, a respeito da região de influência:
Nesse caso pode-se imaginar a existência de uma linha, paralela aos apoios, que delimita as regiões de influência. Considerando-se um vão L, essa linha pode ser tomada nas seguintes posições:
0,5 L entre dois apoios do mesmo tipo;
0,38 L do lado simplesmente apoiado e 0,62 L do lado engastado; 1,0 L do lado engastado quando a outra borda for livre (RAMALHO;
CORRÊA, 2003, p. 26).
2.3.3 Esforços Atuante
Em uma estrutura pode ser aplicado variáveis tipos de esforços como tração, compressão, cisalhamento. De acordo com Ramalho e Corrêa (2003), a segurança de uma estrutura pode ser percebida como a aptidão de tolerar as numerosas ações antecipadas durante a sua vida útil, assegurada sua possibilidade de funcionar conforme sua destinação.
2.3.3.1 Resistência a compressão
Compressão é um esforço que provoca uma diminuição da peça gerando tensão de compressão na peça.
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), a resistência à compressão é a referência de resistência mais considerável para a alvenaria estrutural. Como na alvenaria estrutural todas as paredes fazem parte da estrutura, contando assim com a resistência a compressão dos blocos e argamassa.
Figura 14 - Representação do esforço a compressão
Fonte: Orlandi (2014) 2.3.3.2 Esforço Flexão
Esforço de flexão é todo o esforço interno, a uma peça, requerida externamente por uma força cortante, que penderá a causar uma deformação, com o deslocamento na direção vertical do eixo de centro da peça (ORLANDI, 2014).
De acordo com Ramalho e Corrêa (2003), as estruturas lineares como vigas e vergas tem o esforço de flexão predominante devidamente por ser um elemento estrutural que transmite e suporta esforços verticais. O mesmo autor conclui que a flexão simples pode ser vista como uma solicitação de suma relevância e deveras comum em edificações de alvenaria. Certamente a mais comum, logo após os casos de compressão.
Figura 15 - Representação do esforço a flexão
Fonte: Orlandi (2014) 2.3.3.3 Cisalhamento
De acordo com Ramalho e Corrêa (2003), o cisalhamento acontece geralmente em conjunto com a solicitação por momento fletor. Os elementos que participam do contraventamento como vergas, vigas ou paredes, devem ser frequentemente analisados de acordo com o esforço cisalhante.
Fonte: Orlandi (2014)
Referente a norma NBR 15961 (ABNT, 2011): as resistências características ao cisalhamento não devem ser maiores que os valores apresentados no quadro 4, validos para argamassas de cimento, cal e areia sem aditivos e adições e juntas verticais preenchidas. Para outros casos a resistência ao cisalhamento deve ser determinada conforme ABNT NBR 14321.
Quadro 4 - Valores característico da resistência ao cisalhamento - fvk (MPa)
Fonte: ABNT (2011).
NOTA 1 σ é a tensão normal de pré-compressão na junta considerando-se apenas as ações permanentes ponderadas por coeficiente de segurança igual a 0,9 (ação favorável).
NOTA 2 Quando existirem armaduras de flexão perpendiculares ao plano do cisalhamento e envoltas por graute, a resistência característica ao cisalhamento pode ser obtida por:
fvk = 0,35 + 17,5 ρ ≤ 0,7 MPa Na qual
Onde
ρ é a taxa geométrica de armadura;
As é a área da armadura principal de flexão; b é a largura da seção transversal;
d é a altura útil da seção transversal.
2.4 VANTAGEM E DESVANTAGEM DA ALVENARIA ESTRUTURAL
2.4.1 Vantagens
A alvenaria estrutural possui diversas vantagens no âmbito econômico se comparada a outros sistemas construtivos mais convencionais como o de concreto armado.
Para Ramalho e Corrêa (2003), as características que podem representar as principais vantagens da alvenaria estrutural são:
a) Economia de fôrmas
Quando presentes, as fôrmas se limitam às necessárias para a concretagem das lajes. Desse jeito, são consideradas fôrmas lisas, baratas e de grande reaproveitamento.
b) Redução significativa nos revestimentos
Uma vez que se utilize blocos de qualidade controlada e pelo controle maior na execução, a redução dos revestimentos é muito expressiva. Ordinariamente o revestimento interno é realizado com uma camada de gesso aplicada diretamente sobre a superfície dos blocos. No caso dos azulejos, eles também podem ser posicionados diretamente sobre os blocos.
c) Redução nos desperdícios de material e mão-de-obra
O fato de as paredes não tolerarem intervenções posteriores relevantes, como rasgos ou aberturas instalações hidráulicas e elétricas, é um grande motivo para a redução de desperdícios. Assim, o que poderia ser considerado uma desvantagem, na realidade implica a virtual eliminação da expectativa de improvisações, que encarecem substancialmente o preço de uma construção.
d) Redução do número de especialidades
Profissionais como armadores e carpinteiros se tornam dispensáveis.
e) Flexibilidade no ritmo de execução da obra
Se as lajes forem pré-moldadas, o compasso da obra estará desprendido do tempo de cura que deve ser considerado no caso das peças de concreto armado.
A alvenaria estrutural, segundo Mohamad (2015), apresenta fartas vantagens, sendo a econômica uma das mais expressivas, em razão do aprimoramento de afazeres na obra, através de técnicas executivas reduzidas e facilidade de controle nos estágios de produção e eliminação de interferências, provocando uma redução no desperdício de materiais produzido pelo incessante retrabalho. Como resultado, o sistema construtivo em alvenaria estrutural foi capaz de promover uma flexibilidade no planejamento das fases de execução das obras.
O quadro 5 mostra a porcentagem de redução no custo de uma obra em alvenaria estrutural, comparado com as estruturas convencionais de concreto armado, em função do número de pavimentos e da complexidade do empreendimento. (WENDLER, 2005 apud MOHAMAD, 2015).
Quadro 5 - Custos aproximados entre as estruturas convencionais e a alvenaria estrutural no Brasil
Fonte: Wendler (2005 apud MOHAMAD, 2015, p. 24).
O mesmo autor conclui que para prédios de até quatro pavimentos, nota-se uma redução no custo da estrutura de 25% a 30%, uma vez que comparado ao concreto armado. À medida que se aumenta a quantidade de pavimentos essa redução diminui para valores em torno de 4% a 6%.
2.4.2 Desvantagens
De acordo com Ramalho e Corrêa (2003), essas são algumas desvantagens da alvenaria estrutural em relação as estruturas convencionais:
a) Dificuldade de se adaptar arquitetura para um novo uso
Tornando as paredes parte da estrutura, não há possibilidade de adaptações expressivas no arranjo arquitetônico. Em alguns casos isso se torna um problema. Estudos realizados apontam que ao longo de sua vida útil uma edificação tende a enfrentar mudanças para se adequar a novas conveniências de seus usuários. No caso da alvenaria isso não só é inconveniente como tecnicamente impossível na grande maioria dos casos.
b) Interferência entre projetos de arquitetura/estruturas/instalações
A interferência entre os projetos é muito grande quando se trata de uma obra em alvenaria estrutural. A administração do módulo interfere de forma direta o projeto arquitetônico e a impossibilidade de se furar paredes, sem um controle meticuloso desses furos, condiciona de modo notável os projetos de instalações elétricas e hidráulicas.
c) Necessidade de uma mão-de-obra bem qualificada
A alvenaria estrutural solicita uma mão-de-obra qualificada e capacitada a fazer uso dos instrumentos propícios para sua execução. Isso significa um treinamento prévio da equipe contratada para sua execução. Caso contrário, os riscos de falhas que prejudiquem a segurança da edificação crescem.
3 PATOLOGIAS EM ALVENARIA ESTRUTURAL
Geralmente é de senso comum relacionar a palavra “patologia” a doenças causadas ao corpo humano, o que por sua vez está correto. Mas essa palavra, que segundo os dicionários significa a parte da medicina que estuda doenças, também está relacionada a “defeitos”, que podem estar presentes nas edificações. Apesar de que só recentemente esse termo tenha ganhado mais notoriedade, quando relacionado a estruturas, ele esteve presente desde os primórdios da humanidade. O código de Hamurabi, conhecido por ser o conjunto de leis escritas mais antigo da humanidade (1800 a.C.), já previa métodos para punir um ou alguns indivíduos que fossem responsáveis por uma construção malsucedida. Por volta de 1970 esse tema se consolidou, a partir de conferências, estudos acadêmicos, seminários e da publicação de artigos científicos. Então, pode-se concluir que a patologia das edificações é o estudo de doenças das construções (MOHAMAD, 2015).
Mohamad (2015, p. 191-192) lista os principais fatores que podem coadjuvar no surgimento de patologias em edificações de alvenaria estrutural:
a) aplicação de carregamento desmoderado na estrutura, às custas de mudanças na utilização ou alterações no projeto arquitetônico original da edificação;
b) ação do vento ou forças adicionais resultantes de eventos sísmicos; c) recalques diferenciais de fundação;
d) equívocos na concepção estrutural;
e) eventos não antecipados, como explosões e impactos, além da degradação natural dos materiais constituintes.
Mohamad (2015) complementa dizendo que essas condições se manifestam, em geral, em sucessão da carência de cuidados na etapa de projeto, na seleção atrapalhada dos materiais, da escassez de controle durante a realização da obra ou, ainda, em virtude da não realização de manutenções preventivas ao longo da vida útil da edificação.
Segundo Martins (2009, p. 40),
as patologias mais suscetíveis estão associadas a umidade que podem ser provenientes de:
a) Do solo (eflorescências junto ao chão); b) Por infiltração (manchas de água); c) Por condensação (fungos ou bolores);
d) Também é frequente em alvenarias verificar-se o aparecimento de fissuras. Estas podem ter diversas designações em função da sua abertura [...].
3.1 NÃO CONFORMIDADES NA ALVENARIA ESTRUTURAL
A não conformidade da alvenaria estrutural é causada principalmente pela qualidade dos projetos, dos materiais e da mão-de-obra. A maior parte das patologias que se formam na alvenaria estrutural podem ser evitadas com maior controle de qualidade dos materiais e de mão-de-obra.
3.1.1 Falhas de projeto
As principais patologias que ocorrem na alvenaria estrutural, segundo Mamede (2016), são causadas por decorrência de projetos inadequados.
Tauil e Nesse (2010) definem “projeto” como um esforço passageiro realizado a partir da coleta de informações vindas do cliente, que serão interpretadas, examinadas, debatidas, definidas e delimitadas legal e tecnicamente por uma equipe de profissionais, por uma equipe técnica, elaborando um produto único para a criação de uma edificação em alvenaria estrutural.
A falta do projeto para execução de uma obra em alvenaria estrutural poderá trazer muitos problemas globais na construção, segundo Bauer (2006), a determinação das orientações técnicas detalhadas no projeto se tornará muito importante para a execução da estrutura e sua qualidade no final.
O critério de desempenho para o projeto em alvenaria estrutural localizado na norma NBR – 10837 (ABNT, 1989), por onde define os esforços que a construção receberá durante a sua vida útil. Um projeto executado que não está dentro da norma poderá sofrer muitas patologias como fissuras, rachaduras, podendo até mesmo desabar.
Como demonstra na figura 17, um projeto mal elaborado acarretando na abertura de blocos para passagem de conduítes e canos de água, comprometendo a resistência da parede.
Figura 17 - Abertura no bloco de concreto
Fonte: Oliveira et al. (2016, p. 299).
3.1.2 Falhas de execução
Segundo Motteu e Cnudde (1989), 22% das patologias que acontecem nas obras de alvenaria estrutural são causadas por problemas de execução. Resistência de aderência da argamassa, prumo, uniformidade de espessura da argamassa e verticalidade, segundo Duarte (1999), são os principais fatores para uma parede atingir uma boa resistência à compressão, aonde a mão de obra qualificada é fundamental para atingir um ótimo resultado ao final da obra.
Nas primeiras etapas, de acordo com Duarte (1999), a fiscalização deverá ser mais ostensiva devido à importância que as primeiras paredes exercem sobre o prédio, são elas que receberão toda a carga de compressão.
Nas figuras 18 e 19, é demonstrada uma fachada onde temos falhas na execução, as principais falhas apontadas na figura são janelas fora do plumo, blocos com falta ou excesso de argamassa, janelas sem verga e contra verga, o que ocasionará em fissuras ao término da obra.
Figura 18 - Falha de execução
Fonte: Oliveira et al. (2016, p. 297). Figura 19 - Falha de execução (2)
Fonte: Oliveira et al. (2016, p. 298).
Os equipamentos servem para auxiliar a execução da alvenaria estrutural, tendo assim uma obra mais limpa, com mais precisão e com menos desperdícios, tendo os equipamentos corretos o trabalhador consegue ter uma produtividade desejável com uma ótima qualidade na construção da alvenaria estrutural segundo Tauil e Nese (2010). Os principais equipamentos para a execução do projeto de alvenaria estrutural serão demonstrados nas figuras a seguir.
Figura 20 - Bisnaga para aplicação de argamassa de assentamento
Fonte: Tauil e Nese (2010, p. 169).
Figura 21 - Gabarito de porta
Figura 22 - Escantilhào e régua gabarito
Fonte: Tauil e Nese (2010, p. 169).
Figura 23 - Gabarito de janela
Figura 24 - Régua de nível
Fonte: Tauil e Nese (2010, p. 171).
3.1.3 Falha de materiais
A qualidade técnica dos materiais é definitiva para a qualidade e durabilidade da obra. Segundo Bauer (2006), a importância de se averiguar a especificação técnica e a qualificação técnica dos fabricantes, para a certeza que estão seguindo as normas brasileiras, como a NBR – 6136 (ABNT, 2016), que normatiza o bloco vazado de concreto simples para a aplicação em alvenaria estrutural, definindo suas características como umidade, características dimensionais, absorção de água e resistência à compressão. Outra norma importante é a NBR – 15961-1, que é a norma de Execução e controle de obras em alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto, por onde define as características de argamassa de assentamento e grautes, com as especificações de resistência à compressão, dosagens e retenção de água (ABNT, 2011).
Os blocos vasados de concreto tem que atender o padrão de dimensão da norma NBR – 6136 (2016), que estão representadas no quadro 6.
Quadro 6 - Dimensão padrão
Fonte: ABNT (2016, p. 3).
Com essa padronização das dimensões o projetista tem mais facilidade em transformar um projeto de concreto armado para alvenaria estrutural (BAUER, 2006). A água utilizada para o preparo da argamassa e do graute tem que ser livre de substâncias prejudiciais, o limite máximo está descrito na norma NBR – 15961-1 (ABNT, 2011) conforme o quadro 7.
Quadro 7 - Limite máximo substâncias estranhas na água
Fonte: ABNT (2011, p. 4).
O local de estocagem é importante para esse material permanecer com a qualidade que chegou à obra. Na figura 25, temos um canteiro onde temos armazenamento incorreto dos blocos e na figura 26, temos o armazenamento correto dos blocos.
Figura 25 - Armazenamento incorreto de blocos
Fonte: Oliveira et al. (2016, p. 298).
Figura 26 - Armazenamento correto dos blocos
3.2 FISSURAÇÃO EM ALVENARIAS ESTRUTURAIS
As fissuras, segundo Bauer (2006), são consideradas as patologias predominantes em alvenarias estruturais de blocos vazados de concreto, podendo acontecer nas juntas de assentamento ou seccionar os elementos da alvenaria, e saber identificar os geradores da fissuração é de suma importância para a definição do processo de tratamento dela.
De acordo com Thomaz (1990), quando se tratando de fissuras e trincas, as principais causas observadas são:
a) deformabilidade dos materiais e componentes, gerando fissuras de retração das argamassas de revestimento e de assentamento;
b) ligações inadequadas entre vigotas ou entre vigotas e paredes;
c) carregamento excessivo de compressão ou concentrações de esforços; d) movimentações devidas a variações de umidade e de temperatura; e) recalques das fundações ou aterros.
O que se observa nas edificações, de forma geral, é que a grande maioria das patologias ocorrem em detrimento de falhas na execução do projeto.
3.2.1 Fissuras provocadas pela concentração de tensões
São fissuras geralmente caracterizadas por serem verticais e ou horizontais ao plano da parede e são provocadas a partir de um carregamento excessivo à compressão.
Segundo Mohamad (2015), a argamassa ao ser comprimida deforma mais do que os blocos de concreto, transmitindo assim esforços laterais de tração, que são os culpados pela fissuração vertical, podendo inclusive seccionar os elementos da alvenaria uma vez que a resistência à tração dos blocos for igual ou inferior à da argamassa.
Sob a ação de cargas axiais uniformemente distribuídas, as paredes, em trechos contínuos, manifestarão fissuras especificamente verticais (THOMAZ, 1990).
Figura 27 - Fissuração vertical da alvenaria causada por sobrecarga
Fonte: THOMAZ (1989, p. 99).
Já as fissuras horizontais, figura 28, originadas por sobrecargas verticais atuando axialmente no plano da parede, segundo Thomaz (1990), são de raro surgimento nas alvenarias. Podendo ocorrer em parte pelo esmagamento da argamassa das juntas de assentamento, pela ruptura localizada de paredes externas de blocos vazados ou, ainda, em paredes submetidas à flexo-compressão.
Figura 28 - Fissuração da laje por flexo-compressão
Fonte: THOMAZ (1990, p. 99).
Em extensões com vãos de portas ou janelas, submetidas a cargas uniformemente distribuídas, existirá relevante concentração de tensões no contorno dos vãos, em detrimento disso são necessárias vergas e contravergas para que não ocorram fissuras a partir dos vértices das aberturas (BAUER, 2006).
Figura 29 - Fissuração causada pela concentração de tensões nos cantos das aberturas
Fonte: THOMAZ (1990, p. 99).
3.2.2 Fissuras provocadas pela variação de temperatura e de umidade
As movimentações térmicas estão associadas com as propriedades físicas dos materiais e com a taxa de temperatura. Por isso podem ocorrer de forma peculiar entre materiais com propriedades diferentes de um mesmo componente, entre componentes distintos e entre regiões distintas de um mesmo material (SAMPAIO, 2010).
As fissuras mais expressivas nesse aspecto serão, sem dúvida, aquelas provocadas pela dilatação térmica de lajes de cobertura, por serem áreas com uma maior incidência de sol e maior variação de temperatura, podendo ocorrer mesmo nas lajes sombreadas (figuras 30 e 31). No caso da inexistência de detalhes apropriados no encontro entre as paredes e a laje de cobertura, ocorrerão fissuras de cisalhamento na alvenaria, nas proximidades da laje (THOMAZ, 1990).
Figura 30 - Fissuração na alvenaria causadas pela dilatação térmica na laje de cobertura
Figura 31 - Fissura promovida pela retração em laje
Fonte: Thomaz (1989).
3.2.3 Fissuras causadas por recalques diferenciais das fundações
De acordo com Mohamad (2015), os recalques de fundação dão origem a fissuras inclinadas e costumam ocorrer próximas ao primeiro pavimento.
Para Thomaz (1989), um dos aspectos que mais comprometem o desempenho performance das alvenarias, sob o ponto de vista da formação de fissuras, é o comportamento das fundações. Thomaz (1990) cita os principais fatores que podem agravar na questão do recalque diferencial: (i) falhas de projetos; (ii) rebaixamento do lençol freático; (iii) falta de homogeneidade do solo ao longo da construção; (iv) consolidações diferenciadas de aterro; (v) influência de fundações vizinhas.
Figura 32 - Fissuras inclinadas devido a recalques diferenciados das fundações
Figura 33 - Fissuração causada pela falha de homogeneidade do solo
Fonte: THOMAZ (1990, p. 98).
3.2.4 Fissuras causadas pela retração de argamassas
São reconhecidas como fissuras causadas por retração, segundo Magalhães (2004), aquelas criadas a partir da movimentação de elementos construtivos ou de seus constituintes por retração de produtos à base de cimento.
De acordo com Sampaio (2010) essa retração pode provocar fissuras em virtude à rotação nas fiadas de blocos próximos a laje originadas pelo seu encurtamento. O autor conclui que a configuração mais comum de fissuras causadas por retração são fissuras horizontais que se encontram logo abaixo das lajes ou em extremidades superiores dos caixilhos, figura 34.
Figura 34 - Fissuras horizontais provocadas pela retração das lajes
3.2.5 Fissuras provocadas por carregamento desbalanceado
Para carregamentos desbalanceados, essencialmente no caso de sapatas corridas ou vigas de fundação excessivamente flexíveis, poderão provocar o aparecimento de fissuras. Topicamente no caso de sobrecargas que se concentram nas vizinhanças de grandes aberturas inseridas nas paredes, o trecho sob o vão sofrerá flexão, o que pode gerar fissuras verticais nas áreas próximas do peitoril da janela (THOMAZ, 1990).
Figura 35 - Fissuras provocadas por carregamentos desbalanceados
Fonte: Thomaz (1990, p. 101).
3.2.6 Fissuras causadas por movimentações higroscópicas
A umidade, segundo Sampaio (2010), é responsável por grande parte das fissuras, causadas devido à deformação excessiva de lajes ancoradas nas paredes gerando esforços de flexão laterais uma vez que suas dimensões sofrem variação (pode ser contração ou expansão).
Thomaz (1990) diz que a expansão das alvenarias por higroscopicidade acontecerá em maior escala nas áreas da obra mais propícias à ação da umidade, como por exemplo em cantos desabrigados, base das paredes etc.
Figura 36 - Fissuração provocada por movimentações higroscópicas
Fonte: Thomaz (1990, p. 101).
3.2.7 Outras Manifestações Patológicas
Outro exemplo de patologias relacionadas a alvenaria estrutural muito comuns são as eflorescências.
O surgimento destas está associado à presença de sais solúveis nos componentes da alvenaria, água e pressão hidrostática, podendo transformar a aparência do local em que se depositam ou promover degradação devida à expansibilidade de alguns sais, originando fissuras na argamassa de revestimento (MOHAMAD, 2015).
Em relação a presença da água para a existência de eflorescências, Bauer (2006) diz que a água pode ser proveniente da umidade do solo, da água da chuva ou até mesmo a partir de infiltrações de alvenarias.
Com relação à origem dos sais, o quadro 8 demonstra uma relação entre a composição e a fonte dos sais.
Quadro 8 - Natureza Química das Eflorescências
Composição Química Fonte Provável Solubilidade em Água
Carbonato de Cálcio Carbonatação de callixiviada da argamassa ou concreto.
Pouco solúvel
Carbonato de Magnésio Carbonatação da cal lixiviada de argamassa de cal não-carbonatada.
Pouco solúvel
Carbonato de Potássio Carbonatação dos hidróxidos alcalinos de
cimentos com elevado teor de álcalis.
Muito solúvel
Carbonato de Sódio Carbonatação dos hidróxidos alcalinos de
cimentos com elevado teor de álcalis.
Muito solúvel
Hidróxido de Cálcio Cal liberada na hidratação do cimento.
Solúvel
Sulfato de Magnésio Água de amassamento. Solúvel
Sulfato de Cálcio Água de amassamento. Parcialmente solúvel Sulfato de Potássio Agregados, água de
amassamento.
Muito solúvel
Sulfato de Sódio Agregados, água de amassamento.
Muito solúvel
Cloreto de Cálcio Água de amassamento, limpeza com ácido
muriático.
Muito solúvel
Cloreto de Magnésio Água de amassamento. Muito solúvel Cloreto de Alumínio Limpeza com ácido
muriático.
Solúvel
Cloreto de Ferro Limpeza com ácio muriático.
Solúvel
