Painéis pré-moldados de concreto: análise de conformidade às normas técnicas

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UNIVERSIDADE TECNOL ÓGICA FEDERAL DO PARAN Á DEPARTAMENTO ACAD ÊMICO DE CONSTRUÇ ÃO CIVIL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

HELOIZA CANDEIA RUTHES

PAIN ´

EIS PR ´

E-MOLDADOS DE CONCRETO: AN ´

ALISE

DE CONFORMIDADE `

AS NORMAS T ´

ECNICAS

TRABALHO DE CONCLUS ˜AO DE CURSO

PATO BRANCO 2015

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HELOIZA CANDEIA RUTHES

PAIN ´

EIS PR ´

E-MOLDADOS DE CONCRETO: AN ´

ALISE

DE CONFORMIDADE `

AS NORMAS T ´

ECNICAS

Trabalho de Conclus ão de Curso de graduaç ão, apresentado ao curso de Enge-nharia Civil, da Universidade Tecnol ógica Federal do Paran á, C âmpus Pato Branco, como requisito parcial para obtenç ão do t´ıtulo de Engenheira Civil.

Orientador: Prof. Dr. Volmir Sabbi

PATO BRANCO 2015

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TERMO DE APROVAC¸ ˜AO

PAIN ÉIS PR É-MOLDADOS DE CONCRETO: AN ÁLISE DE CONFORMIDADE ÀS NORMAS T ÉCNICAS

Heloiza Candeia Ruthes

No dia 20 de novembro de 2015, às 10h20min, na Sala de Treinamento da Universi-dade Tecnol ógica Federal do Paran á, este trabalho de conclus ão de curso foi julgado e, ap ós arg üiç ão pelos membros da Comiss ão Examinadora abaixo identificados, foi considerado APROVADO como requisito parcial para obtenç ão do grau de Bacharel em Engenharia Civil, conforme ata de defesa p úblicaN◦ _{33 de 2015.}

Fizeram parte da banca examinadora:

Orientador: Prof. Dr. Volmir Sabbi

Membro 1 da Banca: Prof. Msc. Cleovir Jos ´e Milani

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Dedico este trabalho aos meus maiores incentivadores, meus pais!

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“- Onde foi, se posso perguntar? Disse Torin a Gan-dalf, enquanto cavalgavam.

- Ver o caminho para frente!”

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AGRADECIMENTOS

Minha mais sincera gratid ão e todo meu amor aos meus pais, Luis Fernando Ruthes e Eliana Candeia Ruthes, pelos esforços de toda a vida em prol da nossa fam´ılia, pelo incentivo de sempre, pelo amparo nos momentos dif´ıceis, por aceitar toda a aus ência durante todos estes anos e principalmente por acreditar na minha capacidade. Voc ês s ão meu ch ão!

Agradeço ainda, o meu maior motivador, Allan Gregori de Castro, por toda a ajuda durante toda a graduaç ão, pelas palavras duras no in´ıcio, que me fizeram cres-cer e me tornar o que sou hoje, por todo o companheirismo, amor e paci ência nessa caminhada, por n ão me deixar cair em nenhum momento. Voc ê é minha inspiraç ão!

`

As minhas melhores amigas e irm ˜as, Angela Candeia Ruthes e Ana Clara Candeia Ruthes, obrigada por todas as risadas e por serem meu ponto de apoio em toda esta caminhada e por acreditarem em mim. Tenho muito orgulho de voc ˆes.

E à minha fam´ılia, toda a minha gratid ão por todo amor, carinho e compre-ens ão durante todo esse per´ıodo.

Aos meus poucos, mas sinceros amigos, meu muito obrigada por todo o suporte, n ão s ó na realizaç ão deste trabalho, mas em toda a graduaç ão. Agradeço especialmente, Victor Hugo Suardi Calin, pelas palavras carinhosas e motivadoras, Anna Caroline Araldi, por me mostrar que eu podia e me inspirar, Ana Paula Penso Arendt, Let´ıcia Col Debella pelo coleguismo nos últimos per´ıodos.

Agradeço ainda, meu colega, Thiago Wrublack por todo o aux´ılio no desen-volvimento deste trabalho e pelo coleguismo em todos estes anos de graduaç ão.

Meu muito obrigada à o meu orientador Professor Doutor Volmir Sabbi por toda contribuiç ão na realizaç ão deste trabalho e ao Professor Msc. Cleovir Milani, por todos os ensinamentos de uma vida repassados, pelas conversas sinceras e pela contribuiç ão neste trabalho.

Agradeço, por fim, às empresas que possibilitaram o estudo de campo e todos as pessoas que se envolveram direta ou indiretamente na realizaç ão deste tra-balho. Muito Obrigada!

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RESUMO

Este trabalho apresenta uma an álise de normas t écnicas de forma a encon-trar diretrizes e m étodos para o dimensionamento e execuç ão de pain éis de vedaç ão pr é-moldados de concreto, bem como um estudo de campo em empresas produ-toras destes elementos, visando comparar os m étodos utilizados por elas com as requisiç ões de norma. Esta an álise dos pain éis pr é-fabricados vem a contribuir para se obter maior conhecimento dos processos de fabricaç ão e dimensionamento dos mes-mos, visto que este processo construtivo n ão est á consolidado na literatura j á que é uma tecnologia construtiva recente e de m édia utilizaç ão. Os pain éis pr é-moldados de vedaç ão surgiram nos anos 50, no per´ıodo de recuperaç ão p ós-guerra e tiveram seu auge de utilizaç ão nos anos 60, ap ós houve um per´ıodo de decl´ınio em sua utilizaç ão por sua limitaç ão est ética e s ó voltaram a ser largamente empregados atualmente por ter havido uma revitalizaç ão dos modelos conseguindo dar maior flexibilidade ao elemento. A realizaç ão desta pesquisa oportunizou maior conhecimento sobre o di-mensionamento e fabricaç ão destas placas de vedaç ão bem como, constatou que h á uma grande dificuldade no seguimento de normas pelas empresas estudadas, visto que estes documentos s ão vagos em relaç ão à este tipo de elemento pr é-moldado. Palavras-chave: pain éis de vedaç ão, pr é-moldados, normas, concreto.

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ABSTRACT

This work presents an analysis of technical standards in order to list wall panels design and execution guidelines. In addition, a field study is realized at ma-nufacturers of these elements, intending to compare the practical methods with the standards requisitions. The main goal of analyzing different wall panels standards is evoke recommendations in common once the procedures of the use of wall panels in constructive processes aren’t consolidated in literature since this is a recent construc-tive technique and is very employed. The pain éis pr é-moldados de vedaç ão emerged at 50s as an aesthetic element and today are widely used thanks to greater flexibility reached of these elements. This research has pointed clearly that manufacturers have difficulties to follow standard recommendations once these documents have no precise design or manufacturing instructions.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Fachada de edificaç ão com a utilizaç ão de pain éis pr é-fabricados

de concreto . . . 24

Figura 2: Painel de concreto utilizado na fachada do Perot Museum, em Dallas . . . 25

Figura 3: Fachada em construc¸ ˜ao do Perot Museum . . . 25

Figura 4: Painel utilizado em edificac¸ ˜ao residencial . . . 26

Figura 5: Fachada do condom´ınio residencial em Melrose Park . . . 26

Figura 6: Disposiç ões poss´ıveis das placas no v ão a ser vedado . . . 27

Figura 7: Sec¸ ˜ao transversal de um painel alveolar . . . 29

Figura 8: Esquema de painel nervurado . . . 29

Figura 9: Sec¸ ˜ao transversal de um painel nervurador . . . 30

Figura 10: Sec¸ ˜ao transversal de um painel sandu´ıche . . . 30

Figura 11: Utilizaç ão dos pain éis pr é-fabricados de concreto em barrac ões industriais . . . 31

Figura 12: F ôrmas do tipo bateria utilizadas para a fabricaç ão dos pain éis 32 Figura 13: Processo de desf ôrma dos pain éis pr é-fabricados . . . 33

Figura 14: Içamento de uma placa de vedaç ão pr é-fabricada . . . 34

Figura 15: Exemplo de projeto de placas de vedaç ão pr é-moldadas . . . . 39

Figura 16: Valores do coeficiente de majorac¸ ˜ao γf . . . 41

Figura 17: Valor do coeficiente de majorac¸ ˜ao γf 2 . . . 41

Figura 18: Esquema do dimensionamento de uma alça de elevaç ão para pr é-moldados . . . 42

Figura 19: Alça de içamento para painel pr é-moldado j á colocada no molde na empresa A . . . 43

Figura 20: Alça de içamento para painel pr é-moldado em detalhe da arma-dura, na empresa A . . . 43

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Figura 21: Detalhe de armadura e alça para painel da empresa B . . . 44 Figura 22: Classificaç ão da agressividade do meio em que se encontra a

estrutura . . . 45 Figura 23: Correspond ˆencia entre a classe de agressividade ambiental com

a resist ência m´ınima do concreto e o fator água/cimento . . . . 45 Figura 24: Cobrimento m´ınimo para placas de concreto pr é-moldado. . . . 47 Figura 25: Espaçadores colocados na armadura para garantir o cobrimento

m´ınimo necess ário às armaduras. . . 48 Figura 26: Local de preparaç ão da armadura utilizada na empresa B . . . 49 Figura 27: Armadura pronta para ser colocada na f ôrma para concretagem

na empresa B, sem espaçadores . . . 49 Figura 28: Local de preparaç ão do concreto utilizado na pr é-moldagem da

empresa A . . . 51 Figura 29: Localizaç ão das f ôrmas utilizadas na empresa B . . . 52 Figura 30: Momento da concretagem de placa pr é-moldada de vedaç ão

pela empresa A . . . 54 Figura 31: Armazenagem de pain ´eis pr ´e-moldados de concreto armado

nas empresas estudadas . . . 55 Figura 32: F ôrma utilizada na execuç ão de placas de vedaç ão na empresa A 56 Figura 33: F ôrma utilizada na execuç ão de placas de vedaç ão na empresa B 57 Figura 34: P órtico utilizado para a suspens ão de peças pr é-moldadas na

empresa B . . . 58 Figura 35: Exemplo de colocac¸ ˜ao de cabo suplementar para o

levanta-mento de placa de concreto pr é-moldado . . . 59 Figura 36: M étodo de içamento da placa por duas alças . . . 60 Figura 37: Momento fletor causado pela elevaç ão considerando uma borda,

com dois pontos de içamento. . . 60 Figura 38: Armazenamento de pain éis pr é-moldados na empresa A . . . . 61 Figura 39: Modo de transporte de placas indicado pelo PCI Design Handbook 62 Figura 40: Fissuras provenientes do processo executivo das placas de vedaç ão 63

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Figura 41: Discrep ância de coloraç ão e manchas nos pain éis pr é-moldados de vedaç ão da empresa B . . . 64 Figura 42: Trincas em placa pr é-moldada de vedaç ão . . . 65 Figura 43: Placa inutilizada por patologias oriundas do mau

dimensiona-mento dos sistemas de elevaç ão . . . 65 Figura 44: Ruptura da alça de içamento de uma placa pr é-moldada da

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LISTA DE TABELAS

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SUM ÁRIO 1 INTRODUÇ ÃO . . . 13 1.1 OBJETIVOS . . . 15 1.1.1 Objetivo Geral . . . 15 1.1.2 Objetivos Espec´ıficos . . . 15 1.2 JUSTIFICATIVA . . . 15 2 METODOLOGIA . . . 17 2.1 ESTUDO DE CAMPO . . . 18 3 CONCRETO PR É-MOLDADO . . . 20

3.1 HIST ´ORICO DO CONCRETO PR ´E-MOLDADO . . . 20

3.2 ATUALIDADES E MERCADO DO CONCRETO PR ´E-FABRICADO . . . 22

3.3 ASPECTOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS PR ´E-FABRICADOS . . . 23

4 PAIN ÉIS DE VEDAÇ ÃO DE CONCRETO PR É-MOLDADO . . . 24

4.1 TIPOLOGIA DOS PAIN ´EIS PR ´E-FABRICADOS . . . 28

4.1.1 Classificaç ão quanto à seç ão transversal . . . 28

4.1.2 Classificaç ão quanto à sua capacidade estrutural . . . 30

4.2 FABRICAÇ ÃO DOS PAIN ÉIS PR É-MOLDADOS DE CONCRETO . . . 31

5 PROCESSO DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE PLACAS PR ´E-MOLDADAS 35 5.1 CONFORMIDADE DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO COM AS NOR-MAS T ´ECNICAS VIGENTES . . . 38

5.2 CONTABILIZAÇ ÃO DAS CARGAS REFERENTES ÀS FASES TRANSIT ÓRIAS 39 5.3 ATENDIMENTO ÀS NORMAS T ÉCNICAS: CLASSE DO CONCRETO E COBRIMENTO DA ARMADURA . . . 44

6 SOBRE OS MATERIAIS E FABRICAÇ ÃO DE PAIN ÉIS PR É-MOLDADOS DE CONCRETO . . . 50

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6.1 CONFORMIDADE AOS REQUISITOS NORMATIVOS DOS PROCEDIMEN-TOS RELATIVOS À EXECUÇ ÃO . . . 51 6.2 MANUSEIO, ARMAZENAGEM E TRANSPORTE . . . 58 6.3 PATOLOGIAS EM PAIN ÉIS PR É-MOLDADOS DE CONCRETO ARMADO

E SUAS CAUSAS . . . 63 7 CONCLUS ˜AO . . . 67

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1 INTRODUC¸ ˜AO

A construç ão civil brasileira ainda utiliza muitos m étodos artesanais e em consequ ência disto existe uma grande dificuldade no cumprimento de prazos, gran-des gran-desperd´ıcios de materiais e m ão de obra, principalmente com retrabalho, e claro, desorganizaç ão no canteiro de obras.

Segundo Formoso et al. (1997), as atividades que agregam valor corres-pondem a somente um terço do tempo total gasto pela m ão de obra, o que significa que o restante do tempo é perdido entre transporte, retrabalho, entre outras atividades, cada vez mais onerosas aos orçamentos das obras.

Apesar disto, nos últimos anos o crescimento econ ômico do pa´ıs benefi-ciou muito o setor da construç ão civil. Em consequ ência, a construç ão civil começou a buscar alternativas para modernizar os processos construtivos a fim de torn á-los mais eficientes, com maior qualidade, organizaç ão e segurança. Nesse sentido a industrializaç ão dos processos vem se destacando e ganhando espaço no mercado da construç ão.

Conforme Ord ó ñez (apudEL DEBS, 2000, p.11)“... industrializaç ão da cons-truç ão é o emprego, de forma racional e mecanizada, de materiais, meios de trans-porte e t écnicas construtivas, para conseguir uma maior produtividade”.

A industrializaç ão da construç ão gerou um aumento significativo na quali-dade dos processos construtivos e nos canteiros de obras, principalmente devido ao acr éscimo no uso de peças pr é-fabricadas ou pr é-moldadas de concreto armado.

Como menciona a ABCP (2009), os sistemas de pr é-moldados s ão vanta-josos por erguer edificaç ões com agilidade e qualidade, j á que se utilizam estruturas e fachadas produzidas em ind ústrias, em que, a priori, se observam com rigor os crit érios de padronizaç ão e normalizaç ão.

Mesmo com a utilizaç ão crescente destes elementos, ainda é comum que haja certa confus ão com os termos empregados. A NBR 9062 (ABNT, 2006) classi-fica um elemento pr é-moldado como aquele executado com controle de qualidade, mas fora do local de utilizaç ão da peça. J á um elemento pr é-fabricado é classificado como aquele produzido industrialmente com controle rigoroso de qualidade, mesmo

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1 Introduc¸ ˜ao 14

em instalaç ões tempor árias.

EL DEBS (2000, p.11) tamb ém define que, de um modo geral “pr é-moldagem aplicada à produç ão em grande escala resulta na pr é-fabricaç ão que por sua vez, é uma forma de buscar a industrializaç ão da construç ão”.

Os elementos pr é-moldados mais utilizados ainda s ão as vigas, pilares e lajes, por ém j á se pode observar a crescente utilizaç ão, principalmente em barrac ões industriais, de pain éis de vedaç ão pr é-moldados.

Os pain éis pr é-moldados surgiram nos anos 50, no per´ıodo de recuperaç ão p ós-guerra e tiveram seu auge de utilizaç ão nos anos 60. Por ém, ap ós esse per´ıodo de grande utilizaç ão, houve um decl´ınio no seu emprego especialmente pela limitaç ão est ética, resultante da padronizaç ão dos componentes. Os pain éis s ó voltaram a ser largamente empregados, quando houve uma revitalizaç ão dos modelos conseguindo dar maior flexibilidade ao elemento (SILVA, 2003)

Essas placas podem ser portantes, ou seja, com funç ão estrutural resis-tindo principalmente aos esforços decorrentes de lajes e pisos ou de fechamento re-sistindo somente à seu peso pr óprio e aos esforços decorrentes de ventos. Geral-mente s ão projetados para transferir suas cargas à estrutura principal e para resistir as situaç ões transit órias (manuseio, armazenamento e transporte). Esta transfer ência de cargas é feita por ligaç ões aparafusadas ou soldadas, capaz de resistir aos carre-gamentos e dar maior enrijecimento na estrutural global (PAULA, 2007).

Apesar do uso destes pain éis, ser cada vez mais abrangente, a norma bra-sileira NBR 9062 (ABNT, 2006), é limitada no que diz respeito ao dimensionamento e fabricaç ão tanto dos pain éis pr é-moldados de vedaç ão quanto de sua ligaç ão com a estrutura principal (FREITAS et al., 2012).

Nesse trabalho foi realizada uma an álise das principais normas sobre pain éis pr é-moldados abrangendo desde seu dimensionamento at é sua fabricaç ão, com pos-terior estudo de campo em empresas que executem os pain éis na regi ão Sudoeste do Paran á buscando verificar se o dimensionamento, a execuç ão e a instalaç ão destes pain éis est ão de acordo com as normas vigentes ou tem algum respaldo bibliogr áfico. Para a conclus ão deste trabalho ser ão seguidas as seguintes etapas: Es-tudo dos sistemas de fabricaç ão e dimensionamento dos pain éis pr é-fabricados; An áli-se das normas t écnicas vigentes que abragem o assunto; Pesquisa de campo em empresas fabricantes de pain éis e por fim, a an álise e documentaç ão dos resultados.

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1.1 Objetivos 15

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GERAL

Analisar as metodologias de projeto, dimensionamento e execuç ão dos pain éis pr é-fabricados de concreto e realizar estudo de campo em empresa do ramo, analisando o emprego de normatizaç ões e t écnicas.

1.1.2 OBJETIVOS ESPEC´IFICOS

• Apresentar referencial bibliogr áfico sobre o sistema de construç ão por elementos pr é-fabricados;

• Realizar levantamento bibliogr áfico sobre os pain éis pr é-moldados de concreto; • Analisar as normas brasileiras vigentes buscando m étodos de projeto,

dimensi-onamento e execuç ão existentes para pain éis pr é-moldados;

• Realizar pesquisa de campo em empresa fabricante dos pain éis de vedaç ão; • Analisar os resultados obtidos na pesquisa de campo realizada e comparar com

as especificaç ões das normas t écnicas.

1.2 JUSTIFICATIVA

Ap ós o fim da Segunda Guerra Mundial, em pa´ıses da Am érica do Norte, Europa e Ásia houve uma intensificaç ão da industrializaç ão nos canteiros de obra a fim de proporcionar maior produtividade, economia de custos e m ão de obra frente aos m étodos artesanais (FARIA, 2008).

A expans ão da industrializaç ão da construç ão civil deve-se principalmente ao emprego parcial ou total de estruturas pr é-moldadas de concreto armado. A utili-zaç ão do concreto pr é-moldado atua especialmente no sentido de reduzir os custos dos materiais das estruturas de concreto, sendo que as maiores economias se d ão na parcela relativa às f ôrmas e ao cimbramento (EL DEBS, 2000).

Como menciona a Associaç ão Brasileira de Cimento Portland, a ABCP (2009), os sistemas de pr é-moldados s ão vantajosos por erguer edificaç ões com agi-lidade e quaagi-lidade, j á que se utilizam estruturas e fachadas produzidas em ind ústrias, em que se observam com rigor os crit érios de padronizaç ão e normalizaç ão, al ém de erguer edificaç ões com agilidade e qualidade.

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1.2 Justificativa 16

Dentre os elementos pr é-moldados existentes e usuais, est ão as placas ou pain éis utilizados na vedaç ão (sobretudo em barrac ões industriais), em substituiç ão à vedaç ão de alvenaria de bloco cer âmico convencional. Uma das vantagens do seu uso é a possibilidade de utilizar in úmeros recursos, combinados ou n ão, como: relevos, textura, cor, agregados expostos etc. para compor as fachadas de edificaç ões. Em geral, os mesmos s ão projetados para transferir o peso pr óprio e a aç ão do vento para a estrutura principal (CASTILHO, 1998).

Os esforços para encontrar alternativas que tragam avanço no projeto e execuç ão deste tipo de sistema estrutural s ão totalmente v álidos, visto que, os pain éis pr é-moldados ainda n ão s ão t ão amplamente utilizados quando comparado aos siste-mas convencionais de vedaç ão, como alvenaria e pain éis met álicos.

Frente ao cen ário exposto da popularizaç ão da industrializaç ão nos proces-sos construtivos, uma an álise dos pain éis pr é-fabricados vem a contribuir para se obter maior conhecimento dos processos de fabricaç ão e dimensionamento dos mesmos, visto que este processo construtivo n ão est á consolidado na literatura j á que é uma tecnologia construtiva recente e de m édia utilizaç ão.

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2 METODOLOGIA

Este trabalho apresenta uma pesquisa bibliogr áfica em relaç ão aos procedi-mentos t écnicos (de fabricaç ão e de dimensionamento de placas pr é-fabricadas) com base em materiais j á elaborados, principalmente livros, artigos e normas t écnicas.

Tamb ém contempla uma pesquisa explorat ória, que segundo Gil (1994, p.41) “...t êm objetivo proporcionar maior familiaridade do problema, com vistas a torn á-lo mais expl´ıcito ou construir hip óteses”.

Ap ós a pesquisa bibliogr áfica, foi realizada uma an álise das normas exis-tentes que abordam os pain éis pr é-moldados com o intuito de analisar e conhecer o m étodo correto de dimensionamento destes elementos.

A fim de confrontar à an álise das normas t écnicas, um estudo de campo foi realizado em f ábricas da regi ão Sudoeste do Paran á produtoras deste tipo de ele-mento pr é-moldado.

Esse estudo objetivou evidenciar, a partir de observaç ão visual e entrevistas informais com os respons áveis t écnicos, as t écnicas praticadas pelas empresas com respeito ao dimensionamento, projeto e processo de fabricaç ão das peças.

A organizaç ão metodol ógica estrutura-se nas seguintes etapas:

• Etapa 1: Estudo da manufatura e emprego de pain ´eis pr ´e-moldados como ele-mento estrutural;

• Etapa 2: Investigaç ão de diretrizes de projeto, dimensionamento e fabricaç ão de pain éis pr é-moldados de concreto em normas t écnicas nacionais e internacio-nais;

• Etapa 3: Estudo de campo em empresas fabricantes de pain éis a fim de registrar o m étodo de fabricaç ão e dimensionamento para confrontamento com as normas t écnicas.

• Etapa 4: An álise dos dados obtidos, comparaç ão dos resultados das etapas 2 e 3 e documentaç ão dos mesmos.

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2.1 estudo de campo 18

2.1 ESTUDO DE CAMPO

Para se fazer a comparaç ão entre o que vem sendo praticado pelas em-presas quanto ao dimensionamento e execuç ão das placas pr é-moldadas de vedaç ão com os requisitos de normas t écnicas estudadas, foi realizado um estudo de campo em empresas que atuam na fabricaç ão de elementos estruturais pr é-moldados, bem como em algumas obras em que estavam sendo utilizadas as placas, na regi ão Sudo-este do estado do Paran á.

O recolhimento de dados baseou-se em an álise visual da fabricaç ão con-juntamente com entrevistas e acesso à dados t écnicos do projeto e da execuç ão das placas, atrav és de t écnicas padronizadas de coletas de dados. Situaç ões relevantes à discuss ão foram fotografadas, com a anu ência dos respons áveis, para apresentaç ão neste trabalho.

O estudo de campo foi realizado em 3 etapas principais:

1. Identificaç ão das poss´ıveis empresas a serem visitadas na regi ão e contato para agendamento de visitaç ão;

2. Elaboraç ão de uma lista com os principais pontos a serem observados e levantados em entrevista com os respons áveis;

3. Visita às empresas fabricantes das placas pr é-moldadas de concreto armado e que aceitaram colaborar com a pesquisa, com realizaç ão de entrevista com os respons áveis, observaç ão visual do processo construtivo e identificaç ão de pontos a serem melhorados.

Este estudo de campo foi feito em duas diferentes empresas da regi ão Su-doeste do estado do Paran á, doravante nomeadas A e B, que fabricam al ém de pla-cas outros elementos pr é-moldados, como vigas, pilares, lajes, escadas e c álices de fundaç ão.

A empresa A, est á no mercado da pr é-moldagem desde o ano de 1994, atuando em todo o sul do pa´ıs, n ão somente na fabricaç ão de elementos estruturais pr é-moldados bem como na execuç ão de estruturas met álicas. Ademais, atua tamb ém na montagem das estruturas, sendo que at é o ano de 2015 j á contabiliza mais de um milh ão de metros quadrados de área constru´ıda.

Nesta empresa, atuam dois engenheiros civis, sendo que um é respons ável pelo setor de projetos e o outro acompanhamento de execuç ão das peças. Conta

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2.1 estudo de campo 19

tamb ém, com um engenheiro mec ânico, respons ável pelo projeto e execuç ão das estruturas met álicas e das m áquinas que s ão utilizadas na execuç ão de elementos pr é-fabricados.

Em contraponto, a empresa B executa elementos pr é-moldados desde 2009, fabricando especialmente pain éis, lajes e pilares. A empresa é respons ável por todo o projeto e execuç ão das obras que se utilizam dos seus pr é-moldados. H á um enge-nheiro civil respons ável pela fabricaç ão dos elementos pr é-moldados, bem como da execuç ão das obras para as quais s ão contratados.

Os aspectos que foram analisados quanto ao dimensionamento nas visi-tas t écnicas foram: a conformidade do projeto e do dimensionamento com as nor-mas t écnicas, a utilizaç ão das cargas referentes às fases transit órias no processo de dimensionamento, aplicaç ão dos valores da classe de concreto (resist ência carac-ter´ıstica à compress ão m´ınima, fck ) e do cobrimento m´ınimo da armadura recomen-dados pelas normas t écnicas.

J á na fabricaç ão os principais aspectos explorados foram o armazenamento dos materiais necess ários à produç ão das placas, o armazenamento do aço e o pro-cesso de montagem da armadura.

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20

3 CONCRETO PR ´E-MOLDADO

O concreto pr é-moldado vem ganhando destaque no mercado da constru-ç ão civil, principalmente pela sua versatilidade, j á que pode abranger quase todos os sistemas de edificaç ões de pequeno e m édio porte, construç ão pesada (pontes de grande porte e t úneis) e outras obras civis (EL DEBS, 2000).

Mesmo com a sua crescente utilizaç ão, os termos concreto pr é-fabricado e concreto pr é-moldado ainda s ão confundidos, por ém a NBR 9062 (ABNT, 2006) enfa-tiza que a diferença est á no n´ıvel de controle de qualidade na fabricaç ão das peças e no local de sua produç ão.

Segundo a norma brasileira referente, o concreto pr é-fabricado abrange os elementos produzidos em usina ou instalaç ões an álogas, que disponham de recur-sos e pessoal para produç ão dos elementos, organizaç ão de laborat ório e demais instalaç ões permanentes para o controle de qualidade. J á concreto pr é-moldado, é aquele executado fora do local definitivo da obra, podendo assim, ser executado no canteiro de obras, sem tanto rigor no controle de qualidade (ABNT, 2006).

Neste contexto, o termo a ser empregado neste trabalho ser á o de concreto pr é-moldado, j á que a maioria das placas pr é-fabricadas, objetos deste estudo, s ão executadas em f ábricas e transportadas at é seu local definitivo, por ém sem muito controle de qualidade.

3.1 HIST ´ORICO DO CONCRETO PR ´E-MOLDADO

A evoluç ão da ind ústria da construç ão civil aconteceu em diversas fases, sendo cada uma, caracterizada por uma diversidade de m étodos, tecnologias e arqui-teturas pr óprias (SERRA et al., 2005)

Conforme Vasconcelos (2002) menciona, n ão é poss´ıvel precisar a data em que se iniciou a pr é-moldagem de elementos de concreto. Entretanto a criaç ão do concreto armado ocorreu pr é-moldando elementos fora do seu local de uso. Sendo assim, pode-se afirmar que a pr é-moldagem começou com a invenç ão do concreto armado e que o concreto moldado in loco surgiu somente depois disso.

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3.1 Hist ´orico do Concreto Pr ´e-moldado 21

As primeiras aplicaç ões de elementos pr é-moldados datam do final do s écu-lo XIX e in´ıcio do s écuécu-lo XX, época que surgiu tamb ém o concreto armado. Tamb ém surgiu o que podem ser considerados os primeiros elementos pr é-moldados na Eu-ropa, as vigas treliças “Visintini” e as estacas de concreto armado. Alguns anos de-pois, surgiu a tecnologia “tilt-up” , nos Estados Unidos, que consiste em moldar as paredes no solo e depois levant á-las para a posiç ão vertical (EL DEBS, 2000).

No per´ıodo p ós Segunda Guerra Mundial, foi que houve maior manifes-taç ão da industrializaç ão da construç ão civil e consequentemente do uso de estruturas pr é-moldadas ou pr é-fabricadas de concreto armado. Isso se deu principalmente pela necessidade de reconstruç ão r ápida e em grande escala de hospitais e escolas que haviam sido atingidos em confrontos durante o per´ıodo de guerra (SERRA et al., 2005). No Brasil, n ão h á registros anteriores à utilizaç ão de elementos pr é-fabri-cados na construç ão do hip ódromo da G ávea, no Rio de Janeiro, em 1926 pela cons-trutora dinamarquesa Christiani-Nielsen. Nesta obra foram utilizados diversos elemen-tos pr é-fabricados, dentre eles as estacas e as cercas no per´ımetro da área reservada ao hip ódromo (VASCONCELOS, 2002).

Segundo a Associaç ão Brasileira da Construç ão Industrializada de con-creto, ABCIC (apud SERRA et al., 2005, p.06), foi somente no in´ıcio da d écada de 1960 que se iniciou de forma ordenada alguma preocupaç ão com a racionalizaç ão ou industrializaç ão da construç ão civil. Antes disso, houve outras experi ências, por ém descontinuadas e espor ádicas (SERRA et al., 2005).

Na d écada de 1980, depois de v árias construç ões em grandes centros ur-banos feitas com sistemas pr é-fabricados apresentarem grandes problemas patol ó-gicos, eles praticamente deixaram de existir. O retorno s ó ocorreu na d écada de 1990, principalmente devido ao desenvolvimento r ápido da cidade de S ão Paulo, que pas-sou a receber grandes investimentos e por isso necessitava da execuç ão r ápida e de qualidade especialmente para shoppins centers e hot éis (SERRA et al., 2005).

Vasconcelos (2002) salienta que a utilizaç ão de elementos pr é-fabricados em edif´ıcios de v ários pavimentos, com estrutura reticulada, no Brasil, iniciou somente com a construç ão do conjunto CRUSP (Conjunto Residencial da Universidade de S ão Paulo) da cidade universit ária Armando Sales de Oliveira, em S ão Paulo. Trata-se do conjunto residencial da USP de 1964, constitu´ıdo de 12 pr édios de 12 pavimentos projetado para abrigar estudantes de outras cidades que ingressaram nas faculdades da universidade.

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3.2 Atualidades e mercado do concreto pr ´e-fabricado 22

Na Europa e nos Estados Unidos, o uso do concreto pr é-fabricado tem aumentado, por ém j á n ão existe o entusiasmo do per´ıodo p ós-guerra. Nota-se, no entanto, que h á um refinamento na execuç ão destes componentes, que beneficia a industrializaç ão de ciclo aberto (EL DEBS, 2000).

3.2 ATUALIDADES E MERCADO DO CONCRETO PR ´E-FABRICADO

O monitoramento constante do mercado, aliado à divulgaç ão de boas pr á-ticas, normas, novidades tecnol ógicas, estudos e oportunidades, sem d úvida contri-buiram para o crescimento sustentado do setor de pr é-fabricados de concreto (ABCIC, 2012).

Em 2011, a ABCIC realizou uma pesquisa em que se objetivou o mapea-mento da atuaç ão e produç ão de elemapea-mentos pr é-fabricados no ano de 2011, a fim de levantar dados sobre a expans ão do mercado de pr é-moldados no Brasil.

Participaram desta pesquisa, 47 empresas associadas à ABCIC. Dentre elas, 30% produziram at é 10 mil m3 _{de pr é-moldados, outros 32% produziram entre} 10 mil m3 _{e 20 mil m}3_{. O resto das empresas, cerca de 6% produziu mais de 100 mil} m3 _{de pr é-moldados.}

Constatou-se tamb ém nessa pesquisa, que as grandes empresas est ão investindo cada vez mais na produç ão, principalmente na modernizaç ão dos equipa-mentos de montagem e produç ão e na ampliaç ão da área de produç ão (ABCIC, 2012). De acordo com a mesma pesquisa, o melhor desempenho da ind ústria nos últimos 24 anos foi em 2010. J á em 2011 obteve-se um crescimento de 4,8% em relaç ão a 2010. A projeç ão de crescimento para os pr óximos anos foi revista, movida principalmente pela desaceleraç ão do mercado imobili ário que ocorre desde 2012 ( AB-CIC, 2012).

Apesar do significativo crescimento deste tipo de ind ústria nos últimos anos, a prefer ência por sistemas pr é-fabricados ainda é maior nos grandes centros urbanos. Nas pequenas cidades, entretanto, j á se percebe um crescimento na utilizaç ão deste sistema, principalmente em barrac ões, elementos de lajes, estacas, tubos circulares para drenagem e em edif´ıcios residenciais.

Quanto a pesquisas na área, EL DEBS (2000) destaca alguns assuntos que vem se destacando, como a automatizaç ão de projeto, visando soluç ões arqui-tet ônicas personalizadas, o aumento do uso do concreto de alto desempenho e o desenvolvimento de elementos estruturais resistentes a sismos.

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3.3 Aspectos de projeto e dimensionamento dos elementos pr ´e-fabricados 23

3.3 ASPECTOS DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS PR ´ E-FABRICADOS

Apesar do projeto de estruturas pr é-moldadas ser similar ao de estruturas moldadas “in loco”, o projeto de estruturas pr é-fabricadas ou pr é-moldadas diferencia-se principalmente na an álidiferencia-se estrutural a diferencia-ser feita, fundamentalmente, pela necessi-dade de considerar outras situaç ões a mais que na situaç ão final da estrutura e por ter que ponderar as particularidades das ligaç ões entre os elementos (EL DEBS, 2000).

Ademais, existem situaç ões transit órias correspondentes às fases de des-moldagem, transporte, armazenamento e montagem, que podem apresentar solici-taç ões mais cr´ıticas que aquelas correspondentes à situaç ão definitiva (CASTILHO, 1998).

A NBR 9062 (ABNT, 2006) cita que a an álise deve ser feita considerando to-das as fases em que os elementos pr é-moldados possam passar e que os tornem suscet´ıveis de apresentarem condiç ões desfavor áveis quanto aos seus estados li-mites. Geralmente, as fases para as quais é necess ário haver dimensionamento e verificaç ões s ão: fabricaç ão, manuseio, armazenamento, transporte, montagem e de serviço (preliminar e final).

Esta mesma norma diz ainda que, al ém das fases anteriores, a an álise da estrutura deve levar em conta tamb ém as retraç ões e outras deformaç ões que possam surgir devido às diferentes idades, composiç ão e propriedades do concreto utilizado nestas peças. Salienta ainda que a fase final de serviço s ó é considerada encerrada quando as ligaç ões entre os elementos forem terminadas e definitivas.

A NBR 9062 (ABNT, 2006) diz ainda que os desenhos dos projetos de execuç ão das peças devem apresentar as dimens ões e posiç ão dos elementos, bem como suas armaduras, furos, sali ências e aberturas. Estes desenhos devem ser fei-tos ainda, pensando na facilidade de produç ão e montagem da estrutura final e do controle de qualidade no processo de execuç ão e instalaç ão deste tipo de estrutura.

Esses desenhos devem incluir ainda, no m´ınimo, as seguintes informaç ões: fck (resist ência a compress ão m´ınima do concreto); a resist ência caracter´ıstica do concreto exigida para o manuseio, transporte, conforme a NBR 6118 (ABNT, 2014); os tipos de aço utilizado, incluindo suas dimens ões, quantidades e detalhes de emendas; o cobrimento da armadura e dos insertos; armadura adicional colocada em obra (caso houver) e ainda o volume e peso de cada elemento e ainda os detalhes de ligaç ões entre elementos a ser feita em obra (ABNT, 2006).

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4 PAIN ÉIS DE VEDAÇ ÃO DE CONCRETO PR É-MOLDADO

Dentre os elementos pr é-fabricados mais usuais, destacam-se os pain éis pr é-fabricados, j á amplamente utilizados nos Estados Unidos e na Europa (CASTILHO, 1998). No Brasil, as maiores utilizaç ões desses elementos se d ão principalmente em edificaç ões industriais, escolas, dentre outros (FREITAS et al., 2012).

Al ém de ser uma opç ão para o fechamento de edificaç ões, estas placas s ão uma soluç ão de r ápida montagem, que auxiliam na diminuiç ão do tempo ne-cess ário para erguer uma edificaç ão e que aliam a racionalizaç ão e industrializaç ão da construç ão civil com a velocidade da produç ão de vedaç ão vertical em edificaç ões (FREITAS et al., 2012).

Figura 1: Fachada de edificaç ão com a utilizaç ão de pain éis pr é-fabricados de concreto Fonte: (REVISTA ARQUITETURA E CONSTRUÇ ÃO WEB, 2011).

Estes elementos podem ser fabricados com concreto convencional, ou com aplicaç ão de componentes est éticos, como: relevos, textura, cor, agregados expostos etc. para compor as fachadas de edificaç ões (SILVA, 2003).

Alguns exemplos pr áticos de aplicaç ões arquitet ônicas destas placas s ão o Perot Museum of Nature and Science, localizado em Dallas, nos Estados Unidos e um condom´ınio residencial em Melrose Park, Illinois, tamb ém nos Estados Unidos.

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4 Pain éis de vedaç ão de concreto pr é-moldado 25

Toda a fachada do Perot Museum foi vedada com placas de concreto com-binadas com aplicac¸ ˜ao de relevo, como demonstram as figuras 2 e 3:

Figura 2: Painel de concreto utilizado na fa-chada do Perot Museum, em Dallas

Fonte: (KRICHELS, 2011).

Figura 3: Fachada em construc¸ ˜ao do Perot Museum Fonte: (BROWN, 2011).

J á no condom´ınio de Melrose Park, quase toda a estrutura foi executada no sistema de pr é-fabricados. Desde as fundaç ões, pilares, vigas, lajes e tamb ém a

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parte de vedaç ão, com placas com acabamento de um componente est ético que imita tijolos, como se pode ver nas figuras 4 e 5:

Figura 4: Painel utilizado em edificac¸ ˜ao residen-cial

Fonte: (PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, 2011).

Figura 5: Fachada do condom´ınio residencial em Melrose Park

Fonte: (PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, 2011).

A primeira construç ão documentada que conta com a utilizaç ão desses pain éis é a Cathedral de Notre Dame Du Haut, em Raincy, França em que sua utilizaç ão se deu somente nas paredes divis órias da estrutura.

Por ém assim como os outros elementos pr é-fabricados (vigas, pilares e lajes), os pain éis de concreto foram introduzidos no mercado com maior êxito nos anos 50, impulsionado pela recuperaç ão das estruturas no per´ıodo p ós-guerra e pelo movimento modernista da arquitetura (SILVA, 2003).

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Os pain éis de concreto podem ter funç ão estrutural ou arquitet ônica, como no caso de estruturas met álicas em que s ão empregados somente com funç ão de vedaç ão da estrutura (SILVA, 2003).

Ainda segundo o Manual da Construç ão em Aço: Pain éis de vedaç ão, (SILVA, 2003, p.14) “os componentes pr é-fabricados podem ser planos ou receber ner-vuras para aumentar suas dimens ões sem o acr éscimo de espessura ou da arma-dura”.

Os pain éis pr é-fabricados podem ser dispostos na estrutura de tr ês formas diferentes: um painel cobrindo todo o v ão entre os pilares de uma estrutura de diver-sos pavimentos, v ários pain éis cobrindo um único v ão entre pilares ou v ários pain éis vedando o v ão para a estrutura de único pavimento, como ilustrado pela Figura 6.

Figura 6: Disposiç ões poss´ıveis das placas no v ão a ser vedado Fonte: (CASTILHO, 1998).

Dentre as vantagens citadas pelo Manual da Construç ão em Aço (SILVA, 2003), destacam-se: resist ência ao fogo, in ércia t érmica e ac ústica variedade de di-mens ões, durabilidade compat´ıvel com a vida útil de projeto, necessidade de pouca manutenç ão, possibilidade de emprego de pain éis com funç ão estrutural e incorpora-ç ão de revestimentos diretamente na f ábrica.

Os pain éis de fachada pr é-fabricados geralmente tem uma pequena espes-sura, por isso, Melo (2004) exp õe que seu peso por metro quadrado é semelhante ao peso da alvenaria convencional. De tal modo, sua utilizaç ão n ão altera o projeto estrutural e at é provoca certa economia se sua utilizaç ão e o tipo de ligaç ão com o pilar forem adotados logo nas fases preliminares de projeto. Essa adoç ão gera vigas menos solicitadas e é claro, com menores seç ões transversais.

Por ém, apesar de todas estas vantagens, esses pain éis tem alto custo re-lativo à produç ão quando s ão utilizadas v árias dimens ões diferentes, principalmente pela necessidade de emprego de moldes extras. Al ém disso, devido a algumas peças terem grande peso, existe certa dificuldade no manuseio e transporte at é o local

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defi-4.1 Tipologia dos pain ´eis pr ´e-fabricados 28

nitivo (SILVA, 2003).

Outra desvantagem observada é a falta de normalizaç ão destes pain éis. Melo (2004) comenta que a NBR 9062 (ABNT, 2006): “Projeto e execuç ão de estru-turas de concreto pr é-moldado” é restrita no que diz respeito aos pain éis de fecha-mento pr é-moldados e suas ligaç ões com a estrutura. O autor diz ainda que a maior refer ência para o dimensionamento e execuç ão dos pain éis continua sendo o PCI De-sign Handbook, (PCI, 2010).

Nacionalmente, a refer ência mais completa sobre o assunto é o Manual Munte de projetos pr é-fabricados (MELO, 2004), desenvolvido pela Munte Constru-ç ões industrializadas conjuntamente com o engenheiro Carlos Eduardo Emrich Melo, colaborador da empresa.

4.1 TIPOLOGIA DOS PAIN ´EIS PR ´E-FABRICADOS

Atualmente, existem diversos tipos de pain éis pr é-fabricados no mercado brasileiro, que atendem as mais diversas necessidades. Desde pain éis met álicos com preenchimento ou n ão, pain éis de gesso acartonado, de concreto celular autoclavado, alveolares, de gesso reforçado com fibra de vidro, dentre outros.

Estes elementos s ão classificados segundo diversos par âmetros. Os prin-cipais, segundo o American Concrete Institute (ACI, 1993) s ão: classificaç ão quanto à

seç ão transversal e classificaç ão segundo a sua capacidade estrutural.

4.1.1 CLASSIFICAÇ ÃO QUANTO À SEÇ ÃO TRANSVERSAL

Os pain éis pr é-fabricados de concreto armado dividem-se quanto a sua seç ão transversal em:

a) Pain ´eis Macic¸os

S ão aqueles em que a sess ão transversal é uniforme, ou seja, n ão apresenta diferença de materiais ao longo da seç ão, sendo constitu´ıdo apenas por concreto. Al ém deste tipo de painel proporcionar conforto t érmico e ac ústico aos ambientes, na face interna pode ser aplicado acabamentos convencionais, como pintura ou dry wall (CIOCCHI, 2003).

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4.1 Tipologia dos pain ´eis pr ´e-fabricados 29

b) Pain ´eis Alveolares

Segundo o ACI (1993, p.5), “s ão aqueles pain éis que tem vazios em seu interior, em toda a extens ão do seu comprimento”. Na maioria das vezes essas placas s ão produzidas em concreto protendido e devido aos seus alv éolos, pode aumentar o conforto t érmico na edificaç ão. Na figura 7 pode-se verificar a seç ão transversal de um painel alveolar.

Figura 7: Seç ão transversal de um painel alveolar Fonte: Adaptado de (CASSOL PR É-FABRICADOS, 2014)

c) Pain ´eis Nervurados

S ão aqueles em que h á a colocaç ão de nervuras em uma ou duas direç ões objeti-vando o aumento de suas dimens ões longitudinais sem a necessidade de aumen-tar a espessura ou armadura j á existente. O esquema da nervura de uma placa de vedaç ão pode ser verificado na Figura 8.

Figura 8: Esquema de painel nervurado Fonte: Adaptado de (IPT, 2014)

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4.1 Tipologia dos pain ´eis pr ´e-fabricados 30

Figura 9: Sec¸ ˜ao transversal de um painel nervurador Fonte: Adaptado de (IPT, 2014)

d) Pain ´eis Sandu´ıche

Este tipo de painel é composto por duas placas separadas por um material isolante, conforme mostra a Figura 10. O material isolante mais utilizado é o EPS (Polies-tireno Expandido) e a espessura do preenchimento pode variar de acordo com o conforto t érmico desejado.

Figura 10: Sec¸ ˜ao transversal de um painel sandu´ıche Fonte: (MOUTAIN VIEW PRE-CAST CONCRETE, 2010)

4.1.2 CLASSIFICAÇ ÃO QUANTO À SUA CAPACIDADE ESTRUTURAL

Os pain éis pr é-fabricados de concreto classificam-se quanto a sua capaci-dade estrutural em: estruturais ou n ão estruturais. Os pain éis estruturais suportam o carregamento referente ao seu peso pr óprio, às fases transit órias e ainda podem su-portar as cargas de pisos, estruturas de cobertura sendo elas horizontais ou verticais (FREITAS et al., 2012).

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4.2 Fabricaç ão dos pain éis pr é-moldados de concreto 31

De acordo com Castilho (1998), o efeito do enrijecimento na estrutura pro-vocado por estes elementos de vedaç ão tem sido geralmente desprezado no dimensi-onamento do restante dos elementos da estrutura. Por ém, j á existe diversos estudos que avaliaram que tais elementos, dependendo de seu tipo de ligaç ão com a estrutura principal, contribuem significativamente na rigidez lateral das edificaç ões e que assim auxiliam na resist ência das aç ões laterais.

As placas utilizadas para vedaç ão em barrac ões industriais, quase sempre s ão estruturais, j á que ajudam a contraventar a estrutura de grande altura e que est á sujeita a aç ão de vento lateral, como mostra a Figura 11.

Figura 11: Utilizaç ão dos pain éis pr é-fabricados de concreto em barrac ões industriais

Fonte: (MODULAR ENGENHARIA, 2009)

J á o painel n ão estrutural, somente suporta as cargas referentes às fases transit órias, ao seu peso pr óprio, a aç ão do vento e de forças s´ısmicas, quando houver, e que tamb ém transferem cargas desprez´ıveis do restante da estrutura para os apoios (ACI, 1993).

A principal vantagem citada por Silva (2003), dos pain éis n ão estruturais é a possibilidade de remov ê-lo, sem afetar a estabilidade estrutural de toda a edificaç ão.

4.2 FABRICAÇ ÃO DOS PAIN ÉIS PR É-MOLDADOS DE CONCRETO

A primeira etapa para a fabricaç ão dos pain éis pr é-moldados de concreto é o projeto completo das peças. Esse projeto deve contemplar todas as fases com

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todos os detalhes necess ários para a fabricaç ão, manuseio e montagem dos produtos pr é-moldados.

O detalhamento das peças deve ser feito de acordo com o tipo do projeto no qual vai ser empregado, levando em consideraç ão a localizaç ão das janelas, portas, vigas, pilares, encanamentos e outros elementos. Este detalhamento deve fornecer o tamanho, forma, dimens ões de cada componente, assim como suas conex ões com a estrutura principal e reforços se necess ário e tamb ém o tipo de selante a ser utilizado nas juntas entre pain éis (ACI, 1993).

Com o projeto em m ãos, faz-se a escolha do tipo de formas determinada pela possibilidade de reaproveitamento da mesma, o que diminui os custos relativos à produç ão dos pain éis. O tipo mais usual é o molde met álico, que s ão os mais indicados, j á que tem um custo maior n úmero de reutilizaç ão que os moldes feitos de madeira, que t êm um menor custo inicial. Geralmente para os pain éis estruturais usa-se as formas do tipo bateria apoiadas sobre quadro met álico como exemplificado na Figura 12 .

Figura 12: F ôrmas do tipo bateria utilizadas para a fabricaç ão dos pain éis

Fonte: (FREITAS, 2011)

A dosagem do concreto é feita de acordo com as caracter´ısticas dos ma-teriais utilizados pensando no seu desempenho, que deve ser como especificado em projeto. O manual de Construç ão em Aço (SILVA, 2003) cita que a dimens ão m áxima caracter´ıstica do agregado usual é de 20 mm, o que facilita o acabamento superfi-cial desejado quando as placas n ão ser ão submetidas a nenhum tipo de acabamento est ético.

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O concreto utilizado nos pain éis é geralmente auto-adens ável e tem adiç ão de fibras de polipropileno. Estes elementos possuem basicamente dois tipos de ar-madura: simples e centralizada ou dupla, conforme projeto estrutural elaborado para cada empreendimento. O cobrimento de concreto das armaduras é garantido pelo po-sicionamento de espaçadores pl ásticos nas telas. No caso de pain éis com duas telas, o espaçamento entre as telas é garantido com o uso de separador tipo ”caranguejo”em aço. A resist ência m´ınima do concreto, na desenforma, é de 8 MPa (SILVA, 2011).

Ap ós a preparaç ão da armadura e colocaç ão dos espaçadores e separa-dores tipo caranguejo entre as telas é feito o fechamento e travamento das formas met álicas e posterior lançamento do concreto.

Depois da concretagem, as peças s ão armazenadas e é feito o controle de qualidade conforme procedimento espec´ıfico da f ábrica e ent ão é feita a cura por aspers ão de água ou a vapor por aproximadamente 48 horas. Em seguida, as peças s ão armazenadas em local definitivo (SILVA, 2011).

A desf ôrma ocorre aproximadamente 20 horas ap ós a concretagem, ou como cita o Manual de Construç ão em Aço: pain éis de Vedaç ão (SILVA, 2003) no m´ınimo, ap ós 16 horas do preenchimento ou at é o painel adquirir resist ência sufici-ente para os esforços que incidir ão durante a desf ôrma, o manuseio, o transporte e o içamento do elemento. O processo referente a desf ôrma dos elementos pode ser observado na Figura 13.

Figura 13: Processo de desf ôrma dos pain éis pr é-fabricados Fonte: (FREITAS, 2011)

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utiliza-4.2 Fabricaç ão dos pain éis pr é-moldados de concreto 34

das e içadas at é seu local definitivo, com posterior ligaç ão na estrutura principal. A colocaç ão da placa no seu local é feita com aux´ılio de um caminh ão, atrav és de suas alças, como mostra a Figura 14.

Figura 14: Içamento de uma placa de vedaç ão pr é-fabricada Fonte: (MODULAR ENGENHARIA, 2009)

Ap ós colocadas as placas no seu local definitivo da estrutura, colocam-se f ôrmas met álicas na regi ão das juntas entre pain éis, para preenchimento das mesmas com graute ou material semelhante. Se o painel n ão tiver acabamento arquitet ônico de f ábrica, depois de preencher as juntas, é poss´ıvel fazer o acabamento desejado (SILVA, 2003).

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5 PROCESSO DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE PLACAS PR ´E-MOLDADAS

O processo de dimensionamento das placas pr é-moldadas é muito seme-lhante ao de qualquer outro elemento estrutural de concreto armado, diferenciando-se apenas pela adiç ão de esforços que ocorrem em fases espec´ıficas da sua fabricaç ão, as chamadas fases transit órias, como por exemplo, manuseio e transporte dos ele-mentos. De acordo com Castilho (1998), pode-se dizer que este dimensionamento segue as seguintes etapas:

• Definiç ão do tamanho inicial do painel, levando em consideraç ão a disponibili-dade de meios de transporte adequados;

• Delimitaç ão das cargas as quais os pain éis estar ão submetidos, geralmente: aç ões permanentes (peso pr óprio), aç ões provenientes do vento, aç ões devido

à variaç ão de temperatura e aç ões resultantes das fases transit órias;

• Com as cargas definidas, encontra-se qual dever á ser a resist ência do concreto utilizado e tamb ém o tipo de armadura a ser colocada;

• Determinac¸ ˜ao da espessura final do painel;

• C álculo da armadura de flex ão assim como sua verificaç ão para as fases tran-sit órias;

• Marcaç ão dos pontos onde ter ão as ligaç ões com a estrutura principal;

• Dimensionamento das ligaç ões, nos pontos localizados anteriormente, com uma força unit ária aplicada;

• Verificaç ão da acomodaç ão pelas ligaç ões do momento causado pelas aç ões. Todo esse procedimento deve ser feito balizado por normas vigentes que tratam do assunto, j á que estar em conformidade com normas poupa tempo, esforço e despesas bem como gera segurança e maior efici ência nos procedimentos.

No entanto, no Brasil atualmente n ão h á uma norma que especifique dire-tamente os procedimentos de projeto e execuç ão destas placas de vedaç ão. Este fato

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5 Processo de projeto e dimensionamento de placas pr ´e-moldadas 36

pode ser justificado pelo crescimento do seu uso ser recente ou pelo fato de que ape-nas h á pouco tempo as placas passaram a assumir certas funç ões estruturais (como vedaç ão de locais que armazenam gr ãos, por exemplo).

Como as placas foram, durante anos utilizadas somente com funç ão arqui-tet ônica, devendo suportar apenas seu pr óprio peso, n ão era cr´ıtico para sua aplicaç ão, a determinaç ão de m étodos para o c álculo de sua seç ão transversal e armadura. No entanto, atualmente este tipo de elemento tem sido empregado em barrac ões indus-triais e silos de armazenamento, de forma a estar submetida a esforços adicionais.

As normas brasileiras analisadas neste trabalho s ão: a NBR 9062/2001, “Projeto e Execuç ão de estruturas de concreto pr é-moldado”, (ABNT, 2006) e tamb ém a NBR 6118/2014 “Projeto e Execuç ão de estruturas de concreto armado”, (ABNT, 2014), uma vez que esta é vinculada à anterior.

A NBR 9062 (ABNT, 2006), cita apenas algumas diretrizes referentes ao dimensionamento, dando maior ênfase à crit érios de fabricaç ão. No entanto, n ão ba-liza o dimensionamento no tocante à valores m áximos e m´ınimos para a geometria e armadura das placas.

Os pontos de dimensionamento e projeto tratados na NBR 9062 (ABNT, 2006) s ão algumas toler âncias a serem consideradas levando em conta os desvios de produç ão, locaç ão e montagem dos elementos e algumas an álises sobre as cargas referentes às fases transit órias presentes.

Como a NBR 9062 (ABNT, 2006) est á vinculada à NBR 6118 (ABNT, 2014), pesquisou-se tamb ém essa norma com o objetivo de encontrar quais s ão as instruç ões para se fazer o dimensionamento das placas de vedaç ão pr é-moldadas.

Na NBR 6118 (ABNT, 2014) podem ser encontradas algumas consideraç ões iniciais para o dimensionamento. As principais s ão: a classe do concreto que deve ser utilizada (a resist ência caracter´ıstica m´ınima do concreto, bem como o fator água/cimen-to) e o cobrimento necess ário para proteç ão da armadura de acordo com a classe de agressividade ambiental do meio definitivo em que a estrutura ser á colocada; quais aç ões est ão atuando e como devem ser consideradas (valores de c álculo, coeficien-tes de ponderaç ão e combinaç ões poss´ıveis).

No cap´ıtulo 6 dessa mesma norma brasileira, pode-se encontrar as dire-trizes para a durabilidade das estruturas de concreto, que engloba os par ˆametros a serem adotados de acordo com a classe de agressividade ambiental do local defini-tivo da estrutura.

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5 Processo de projeto e dimensionamento de placas pr ´e-moldadas 37

O cap´ıtulo 7 da mesma norma, abrange a classe de concreto m´ınima a ser utilizada dependendo da peça a ser produzida e da classe de agressividade ambi-ental encontrada atrav és do cap´ıtulo anterior, bem como a relaç ão água/cimento do concreto utilizado.

J á o cap´ıtulo 11 da NBR 6118 (ABNT, 2014), discorre sobre as aç ões a se-rem consideradas no projeto estrutural de um elemento, com as ponderaç ões (majora-ç ões e coeficientes de seguran(majora-ça) a serem feitas e tamb ém como devem ser feitas as combinaç ões em vista de encontrar o valor final do carregamento atuante.

O cap´ıtulo 16 complementa o cap´ıtulo 11, pois fala dos princ´ıpios gerais de dimensionamento, verificaç ão e detalhamento de elementos em concreto armado, de forma a garantir a segurança em relaç ão aos estados limites (de serviço e último) da estrutura. Por ém, nenhum dos par âmetros comumente adotados no dimensionamento de estruturas de concreto est ão dispon´ıveis para as placas pr é-moldadas.

Como as duas normas brasileiras citadas anteriormente (NBR 9062 (ABNT, 2006) e NBR 6118 (ABNT, 2014)) n ˜ao tratam o dimensionamento de placas com

pro-fundidade, buscou-se ent ão normas e guias internacionais, j á que a utilizaç ão das placas de vedaç ão pr é-moldadas fora do Brasil é consideravelmente maior.

Portanto, neste trabalho analisou-se tamb ´em um guia elaborado pela ACI (American Concrete Institute), o ACI 533R-93, do ano de 1993, intitulado “Guide for Precast Concrete Wall Panels” e que por sua vez est ´a ligado ao manual criado pelo PCI (Precast and Prestressed Concrete Institute), denominado “PCI Design Hand-book: Precast and Prestressed Concrete”, de 2010.

Estes dois guias de insituiç ões americanas de concreto estabelecem diretri-zes para o projeto, dimensionamento e execuç ão de elementos estruturais de concreto armado. No caso do segundo guia, o “PCI Design Handbook: Precast and Prestres-sed Concrete” (PCI, 2010), aborda instruç ões para o dimensionamento de estruturas pr é-moldadas e protendidas.

O pr óprio American Concrete Institute, salienta que o seu manual é uma compilaç ão de informaç ões contidas em v ários relat órios anteriores à publicaç ão do guia, juntamente com experi ências dos membros e novas informaç ões contidas em pesquisas de desenvolvimento da ind ústria (ACI, 1993). Este documento é vinculado à outro, do mesmo instituto, o ACI 318-08, de 2008, que tem como t´ıtulo:“Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary ”‘, e traz os par âmetros e requisitos para construç ões em concreto armado no geral.

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5.1 Conformidade de projeto e dimensionamento com as normas t ´ecnicas vigentes 38

O ACI 318-08, abrange os materiais, projeto e construç ão de concreto es-trutural utilizado em edif´ıcios e quando aplic ável, em elementos n ão estruturais. Este c ódigo engloba tamb ém os m étodos avaliativos de resist ência de estruturas de con-creto existentes.

Ap ós a an álise das normas brasileiras que deveriam conter diretrizes quanto as placas pr é-moldadas e outros manuais e guias que pudessem trazer maiores infor-maç ões quanto ao projeto destas peças, um estudo de campo foi realizado em em-presas produtoras de elementos de concreto pr é-moldado, bem como em obras onde os pain éis de vedaç ão vinham sendo utilizados.

Os aspectos analisados no estudo de campo quanto ao dimensionamento das placas pr ´e-moldadas foram:

(a) A conformidade de projeto e dimensionamento com as normas t écnicas em geral; (b) A contabilizaç ão das cargas referentes às fases transit órias na fase de an álise

estrutural;

(c) O atendimento de recomendaç ões da normas t écnicas quanto à classe do con-creto e cobrimento m´ınimo da armadura nas peças.

Estes t ópicos foram escolhidos, pois notou-se que s ão nestes aspectos que quando falhos surgem as maiores e mais graves manifestaç ões patol ógicas.

5.1 CONFORMIDADE DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO COM AS NORMAS T ´ECNICAS VIGENTES

Como relatado anteriormente, as normas brasileiras de concreto armado e concreto pr é-moldado s ão carentes de informaç ões e par âmetros para os pain éis de vedaç ão pr é-moldados, tanto para o seu dimensionamento quanto para a sua produç ão.

Sendo assim, constatou-se atrav és das entrevistas realizadas com o en-genheiro civil respons ável de cada uma das empresas, que as normas brasileiras, ou qualquer outra norma ou manual, n ão estavam sendo pouco ou n ão utilizadas no processo de dimensionamento dos pain éis.

O projeto destas placas, tamb ém nas duas empresas visitadas (A e B), é feito quase em sua totalidade com base no conhecimento t écnico e pr ático do enge-nheiro civil atuante na empresa ou como no caso da empresa A, tamb ém com base em experimentos realizados antes do in´ıcio da fabricaç ão para comercializaç ão.

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5.2 Contabilizaç ão das cargas referentes às fases transit órias 39

Figura 15: Exemplo de projeto de placas de vedaç ão pr é-moldadas Fonte: Empresa B, 2015.

Esses experimentos, realizados na empresa A, consistiram em fabricar al-gumas placas, com diferentes seç ões transversais de barras de aço compondo a armadura e diferentes dimens ões de seç ão transversal da placa at é encontrar uma combinaç ão que atendesse as solicita-ç ões e pudesse ser produzida. Obviamente, isso foi feito com alguns crit érios, j á que pode contar com o senso cr´ıtico do enge-nheiro respons ável.

Os principais pontos colocados pelos engenheiros como justificativa para esta realidade s ão a falta de abrang ência das normas t écnicas, ou seja, existem pou-cas recomendaç ões que dizem respeito às plapou-cas pr é-moldadas e tamb ém pela placa ser um elemento estrutural n ão fundamental à rigidez ou sustentaç ão da estrutura.

5.2 CONTABILIZAÇ ÃO DAS CARGAS REFERENTES ÀS FASES TRANSIT ÓRIAS

Em refer ência ao segundo ponto averiguado no estudo de campo, a consi-deraç ão das cargas provenientes das fases transit órias, tamb ém em entrevista com os engenheiros civis respons áveis pelas duas empresas, verificou-se que essas cargas s ão contabilizadas, por ém n ão est ão de acordo com a norma, visto que os engenhei-ros aumentam a seç ão transversal das barras de aço utilizadas e a seç ão transversal da pr ópria placa de acordo com o que julgam necess ário.

O que ocorre é que, como n ão h á nas normas brasileiras especificaç ões que balizem esse dimensionamento considerando estes carregamentos din âmicos para placas, o mesmo n ão é realizado e por isso, sabe-se que existem estas aç ões, por ém n ão é feito nenhum c álculo para quantific á-las.

Um exemplo pr ático é que, primeiramente, na empresa A, somente uma malha de aço com di âmetro 4,2 mm era utilizada, por ém o n úmero de peças inuti-lizadas por colapso durante o içamento se tornou muito grande, o que fez com que

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passassem a adotar duas malhas de aço com o reforço de treliças, usualmente utili-zadas em lajes pr é-moldadas, na parte superior e inferior. Ou seja, se houvesse um dimensionamento coerente, provavelmente n ão haveria tanto desperd´ıcio de peças por colapso devido à flex ão.

Outro aspecto analisado quanto aos procedimentos referentes às fases transit órias (manuseio e transporte), foi a conson ância das alças de elevaç ão utili-zadas com a NBR 9062 (ABNT, 2006).

De acordo com PCI (2010), os pontos de levantamento devem ser locali-zados para manter as tens ões dentro dos limites admiss´ıveis e para assegurar um alinhamento adequado de a peça, uma vez que est á a ser levantada.

A NBR 9062 (ABNT, 2006, p.16) cita que as “alc¸as e pinos s ˜ao

considera-dos ligaç ões tempor árias com o equipamento de manuseio e montagem das peças”. Outra observaç ão feita pela mesma norma é que, as alças em sua parte externa à estrutura atua majoritariamente à traç ão, sendo que a parte interior à estrutura atua ao cisalhamento, devido a sua ader ência ao concreto.

A mesma norma t écnica, estabelece que estas alças sejam dimensiona-das de acordo com uma an álise din âmica e que quando n ão for poss´ıvel faz ê-la, é necess ário aproximar as cargas din âmicas por uma carga est ática equivalente. A m´ınima carga est ática equivalente é expressa pela equaç ão

gemin = βag (1)

Onde:

• gemin: Carga est ´atica equivalente;

• βa: Coeficiente de aç ão din âmica;

• g: Carga est ´atica permanente no transporte.

Ademais, para se considerar a aç ão din âmica, o coeficiente de aç ão din âmi-ca deve ter valor m´ınimo de 1,3 para a determinaç ão da âmi-carga est átiâmi-ca equivalente utilizada no dimensionamento ou verificaç ão dos elementos na etapa de transporte conforme explicado pela NBR 9062 (ABNT, 2006).

Outra ponderaç ão a ser feita é que para qualquer dispositivo de levanta-mento, manuseio ou montagem, em contato com a superf´ıcie do elemento ou imerso no concreto, como no caso das alças, deve haver um dimensionamento para uma

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solicitaç ão de c álculo m´ınima de quatro vezes a solicitaç ão obtida para o pr óprio peso do elemento, conforme a equaç ão

βa γf ≥ 4 (2)

J á as solicitaç ões de c álculo, podem ser encontradas, aplicando-se o coefi-ciente de majoraç ão γf, que é encontrado na NBR 6118 (ABNT, 2014) e expresso pela equaç ão

γf = γf 1γf 2 γf 3 (3)

e demonstrados nas figuras 16 e 17.

Figura 16: Valores do coeficiente de majorac¸ ˜ao γf

Fonte: Adaptado da NBR 6118 (ABNT, 2014)

Figura 17: Valor do coeficiente de majorac¸ ˜ao γf 2

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A NBR 9062 (ABNT, 2006) salienta ainda que é impedido o uso de aços das categorias CA50 e CA60 em alças de levantamento e que estes dispositivos devem ser dimensionados de acordo com a Figura 18.

Figura 18: Esquema do dimensionamento de uma alça de elevaç ão para pr é-moldados Fonte: Adaptado da NBR 9062 (ABNT, 2006).

Na empresa A, a alça de levantamento é feita com aço CA25, de di âmetro de 20 mm, contudo o dobramento desta barra n ão é feito de acordo com a Figura 17 (requisitado em norma), como observa-se na Figura 19 e na Figura 20.

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Figura 19: Alça de içamento para painel pr é-moldado j á colocada no molde na empresa A

Fonte: Autoria Pr ´opria.

Figura 20: Alça de içamento para painel pr é-moldado em detalhe da armadura, na empresa A

Fonte: Autoria Pr ´opria.

Na empresa B, se utiliza aço da categoria CA50 para as alças, de di âmetro igual a 16 mm, dobrados de forma inadequada, com as barras que ficar ão ancoradas no concreto dispostas retilineamente, com uma simples dobra, como demonstrado na Figura 21.

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5.3 Atendimento `as normas t ´ecnicas: classe do concreto e cobrimento da armadura 44

Figura 21: Detalhe de armadura e alc¸a para painel da empresa B Fonte: Autoria Pr ´opria.

Observa-se que o comprimento das barras é elevado como forma de preca-ver problemas no momento da desforma e do transporte da peça, que de acordo com declaraç ão do engenheiro respons ável pela empresa B s ão comuns nestas placas e que ser ão abordados em seç ão do cap´ıtulo posterior.

5.3 ATENDIMENTO `AS NORMAS T ´ECNICAS: CLASSE DO CONCRETO E COBRI-MENTO DA ARMADURA

Sobre o terceiro ponto a ser verificado, o atendimento das recomendaç ões de norma para a classe do concreto e para o cobrimento da armadura, usou-se as prescriç ões contidas na NBR 9062 (ABNT, 2006), e na NBR 6118 (ABNT, 2014) para efeito de comparaç ões com a pr ática das empresas.

Na NBR 6118 (ABNT, 2014), encontram-se as sugest ões para a classe de concreto utilizada em elementos estruturais de concreto armado de acordo com a agressividade do meio em que se encontra a estrutura. Essa classe de agressividade do meio pode ser avaliada conforme as condiç ões de exposiç ão da estrutura ou de suas partes conforme a Figura 22.

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5.3 Atendimento `as normas t ´ecnicas: classe do concreto e cobrimento da armadura 45

Figura 22: Classificac¸ ˜ao da agressividade do meio em que se encontra a estrutura Fonte: Adaptado de (ABNT, 2014).

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Para cada classe de agressividade ambiental, existe uma classe de re-sist ˆencia do concreto utilizado e um fator ´agua/cimento correspondente, como cons-tata a Figura 23.

Figura 23: Correspond ência entre a classe de agressividade ambiental com a re-sist ência m´ınima do concreto e o fator água/cimento

Fonte: Adaptado de (ABNT, 2014).

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As placas fabricadas pelas empresas visitadas s ão predominantemente uti-lizadas em zonas urbanas ou industriais. Para as zonas urbanas a agressividade do meio é dita moderada e a classe é a II, com risco pequeno de deterioraç ão da estru-tura, conforme explicitado na Figura 21. Enquanto que para as zonas industriais, em que o risco de deterioraç ão da estrutura é grande por haver a possibilidade de existir