1 Apostila Alv Estrut

Técnicas Construtivas Especiais – Alvenaria Estrutural – Prof.º Fábio Usuda 1

ENGENHARIA CIVIL

TÉCNICAS CONSTRUTIVAS ESPECIAIS

ALVENARIA ESTRUTURAL

Prof. Msc. Fábio Usuda

Sorocaba / SP

FEVEREIRO - 2004


MATERIAIS UTILIZADOS NA ALVENARIA ESTRUTURAL

1. INTRODUÇÃO

Dos diversos materiais que podem ser utilizados como elementos de

uma alvenaria estrutural, os mais utilizados hoje no Brasil são os blocos

vazados de concreto, os blocos vazados cerâmicos, os blocos maciços

cerâmicos, os blocos vazados silico-calcáreos e os blocos maciços silico-

calcáreos. De todos, o bloco de concreto é o que tem o uso mais disseminado,

sendo utilizado em larga escala em programas habitacionais, e aquele que

mereceu todos os esforços iniciais de normalização. Os demais blocos seguem

lentamente os mesmos passos.

Todo o corpo normativo desenvolvido para a alvenaria de bloco vazado

de concreto também pode ser utilizada, em termos de referência, para os

demais blocos, tal como é feito em normas americanas e de países europeus.

Deve-se apenas tomar o cuidado com as considerações próprias das

características de cada material. As normas brasileiras para blocos de concreto

seguiram as opções das normas americanas. Não parece ser um abuso de

nossa parte considerar as mesmas opções para os demais blocos. É comum,

no entanto, que haja a utilização, por alguns profissionais, da norma britânica

para os outros blocos não inteiramente normalizados no Brasil.

2. NORMAS BRASILEIRAS

2.1 Bloco de Concreto

NBR 10837 - Cálculo de Alvenaria Estrutural de Blocos Vazados de Concreto

2:002.16-003 - Projeto de Parede de Vedação em Blocos Vazados de Concreto


NBR 8798 - Execução e Controle de Obras em Alvenaria Estrutural dos

Blocos Vazados de Concreto

2:002.16-004 - Execução e Fiscalização de Paredes de Vedação em Blocos

Vazados de Concreto

MB 116 - Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria - Determinação

da Resistência à Compressão

MB 3459 - Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria -

Determinação da Absorção de Água, do Teor de Umidade e da Área

Líqüida

MB 3458 - Blocos Vazados de Concreto para Alvenaria - Retração por

Secagem

NBR 8215 - Prisma de Blocos Vazados de Concreto para Alvenaria Estrutural -

Preparo e Ensaio à Compressão

NBR 8490 - Argamassas Endurecidas para Alvenaria Estrutural - Retração por

Secagem

NBR 8949 - Paredes de Alvenaria Estrutural - Ensaio à Compressão Simples

NBR 9287 - Argamassa de Assentamento para Alvenaria de Blocos

2:003.04-009 - Paredes de Alvenaria Estrutural - Ensaio de Cisalhamento

2:003.04-008 - Método de Ensaio de Cisalhamento/Bloco para Assentamento

de Alvenaria Estrutural

02:002.16-002- Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria sem

Função Estrutural

NBR 6136 - Blocos de Concreto Simples para Alvenaria Estrutural

2.2 Bloco cerâmico

NBR 7171 - Bloco Cerâmico para Alvenaria - Especificação

NBR 8042 - Bloco Cerâmico para Alvenaria - Formas e Dimensões

NBR 6461 - Bloco Cerâmico para Alvenaria - Verificação da Resistência à

Compressão

NBR 8043 - Bloco Cerâmico Portante para Alvenaria - Determinação da Área

Líquida - Método de Ensaio


NBR 7170 - Tijolo Maciço Cerâmico para Alvenaria - Especificação

NBR 8041 - Tijolo Maciço Cerâmico para Alvenaria - Formas e Dimensões

NBR 6460 - Tijolo Maciço Cerâmico para Alvenaria - Verificação da Resistência

à Compressão - Método de Ensaio


Blocos estruturais no mercado :

Fonte : Manual Técnico de Alvenaria


3. COMPONENTES DA ALVENARIA ESTRUTURAL

3.1.1 O Bloco de Concreto

A resistência característica à compressão fbk é o resultado de uma

análise estatística, semelhante ao concreto, baseada no resultado de ensaios

de corpos de prova à ruptura em prensas que os comprimem, inclusive com o

mesmo mostrador estatístico utilizado nos corpos de prova de concreto. No

caso dos blocos de concreto os corpos de prova são exemplares dos próprios

blocos tirados a esmo da pilha fornecida. A norma de especificação (NBR

6136) indica que a resistência mínima para um bloco com função estrutural é

de 4,5MPa, seguindo daí para diante aos patamares 6,0, 8,0, 10,0, 12,0, etc.

Não basta, no entanto, o atendimento à resistência à compressão. O

bloco deve atender a outras condições limites muito importantes para seu

desempenho como elemento modular, estrutural e de vedação. Devem ter suas

dimensões padronizadas dentro das tolerâncias definidas na norma, devem ser

atendidos os limites de absorção e retração por secagem, além, é claro, do

próprio controle visual. Neste último caso, se o bloco for ficar aparente,

simplesmente protegido por alguma tinta ou verniz, sua textura tem que ser

fina, pouco áspera. Se, por outro lado, o bloco for revestido com massa única,

é mais conveniente ter uma textura mais grossa e áspera para melhor

aderência da argamassa à superfície do bloco.

A pequena tolerância nas dimensões do bloco permite que se faça a

modulação da obra em função do módulo de 20cm, fazendo com que não haja

produção de entulho. As dimensões internas ao serem atendidas tornam

válidas as expressões da norma de cálculo estrutural e seus coeficientes de


segurança (NBR 10837). A verificação das dimensões garante a racionalização

e a segurança da obra.

O controle para a absorção, umidade e retração por secagem garantem

o bom desempenho da parede como vedação. Desde que atendidos os limites

especificados em norma, serão evitados efeitos higrotérmicos exagerados que

acabam por gerar fissuras indesejáveis, não só pelo ponto de vista estético

como também pelo de conforto e estanqueidade. O bloco com índices elevados

de absorção retira água ou da argamassa (água que esta precisa para efetuar

a própria cura) ou do meio ambiente. Aqui também serão evitados os mesmos

fenômenos com relação ao graute para que este siga solidário ao bloco após a

cura.

3.1.2 O Bloco Cerâmico

Os aspectos de controle do bloco cerâmico, que devemos fazer para a

aceitação do blocos cerâmicos são: inspeção visual, resistência à compressão,

Dimensões do bloco, esquadro e planeza do bloco.

Na inspeção visual devemos observar se os blocos apresentam defeitos

sistemáticos tais como trincas, quebras, superfícies irregulares, deformações,

integridade das arestas e vértices e desuniformidade na cor, devemos atentar

que alguns destes aspectos são subjetivos e devem ser acertados com o

fornecedor dos blocos os critérios de controle quando estes não forem

definidos em norma.

A resistência à compressão dos blocos deve atender a NBR 6461.

Na extrusão do bloco cerâmico, o corte e o cozimento podem provocar

distorções no componente, se não houver controle adequado. Trabalhar com

blocos dentro das tolerâncias da norma significa maior facilidade do operário na

execução da alvenaria (maior produtividade no assentamento) e o esquadro e

a planeza influem na capacidade de carga da parede.


3.2 A argamassa de assentamento

A argamassa de assentamento é composta de cimento, areia e cal.

Deve ter características que atendam tanto uma boa trabalhabilidade para a

execução como uma boa qualidade que se compatibilize com o bloco de

concreto. Em estado fresco a argamassa deve ser fluida e coesa para que,

além de permitir o fácil manuseio pelo pedreiro, não se desagregue ao ser

aplicada. Deve ter condições de reter água para as reações necessárias a sua

cura. Estas condições se dá por causa da elevada finura da cal (grãos com

cerca de 2µm de diâmetro) e capacidade de proporcionar fluidez, coesão e

retenção de água às argamassas e grautes. Estas três propriedades se

relacionam à trabalhabilidade das misturas frescas; a retenção de água

colabora com a menor suscetibilidade à fissuração devido à retração por

secagem nas primeiras idades. Após o assentamento do bloco de concreto não

poderá haver abatimento dessa argamassa, o que deformaria a parede

comprometendo a modulação.

A boa qualidade da argamassa em uma parede já executada pode-se

medir pelo fato de não permitir fissuração (que ocorrem por deformação

excessiva da argamassa ou por retração) e por sua resistência à compressão.

No tocante à resistência, a argamassa não precisa ter a mesma resistência do

concreto do bloco. Como ela tem pouca espessura (cerca de 1.0 cm), os blocos

que a comprimem exercem uma ação de confinamento fazendo com que tudo

se passe como se tivéssemos um cintamento da argamassa, dotando-a de

maior capacidade. Desta forma a resistência à compressão da argamassa em

ensaio pode ser até 50% da resistência à compressão do concreto do bloco,

sem alterar significativamente a resistência da parede, mas aconselha-se o

valor de resistência à compressão da argamassa de assentamento com sendo:

fak= fbk


Os agregados (areia, pedra, pedrisco) são a parte inerte da argamassa,

graute ou concreto. Inertes por não sofrerem, em tese, reações químicas, como

o cimento, a cal e a água presentes na mistura. Os agregados não tem

somente a função de preencher espaço para economizar aglomerante. Sem os

agregados, teríamos sérios problemas de estabilidade dimensional em

argamassas, grautes e concretos, devido à retração por secagem.

Algumas propriedades da argamassa e sua importância :

Estado propriedade Importância

Fluidez A argamassa deve deslizar na colher e permitir

acertar a posição do bloco na fiada

Coesão A argamassa não deve se desintegrar ao se fazer o

“cordão” na colher; ela deve aderir aos blocos; deve

suportar os blocos sem se deformar antes da pega

Fresco

Retenção A argamassa não deve perder fluidez enquanto está

sendo trabalhada; não deve perder água por

evaporação ou absorção excessiva para não trincar

no estado fresco.

Resistência à

Compressão

A resistência se associa à durabilidade, à

impermeabilidade, sendo fácil de medir. Tem

influência na resistência mecânica da parede

quando muito baixa ou muito alta; relacionando-se

também com a deformabilidade, resistência à tração

e ao cisalhamento

Módulo de

deformação

Influi na deformabilidade da parede; influi no

aparecimento ou não de trincas quando da

acomodação da alvenaria a pequenas

movimentações ou variações dimensionais

Endurecido

Retração por

secagem

Ligado à suscetibilidade de fissuração das juntas de

argamassa devido ao próprio fenômeno de retração.


O traço ideal para alvenaria estrutural é feito através de dosagens

experimentais em laboratório para atender o cálculo estrutural. Seu objetivo é

atender às propriedades requeridas com o mínimo custo de materiais caros da

obra. No entanto, para alvenarias estruturais de pequeno porte, podemos

adotar uma dosagem empírica atendendo às seguintes condições :

- a resistência do fpk (resistência do prisma de alvenaria) deve ser inferior a

6,0 MPa para o prisma oco ou 3,0 MPa para o prisma cheio;

- deve ser obtida trabalhabilidade;

- a relação água/cimento não deve ultrapassar 0,8litros/kg

Traços empíricos de argamassas para assentamento de alvenaria estruturais :

Traço em volume Tipo de bloco

Cimento cal Areia úmida Água*

Concreto 1,00 <0,25 <4,15 <1,00

Cerâmico 1,00 <0,25 <4,15 <1,00

Sílico calcáreo 1,00 <1,00

>0,75

<6,00 <1,00

Concreto celular autoclavado 1,00 <2,00

>1,00

<6,00 <1,00

*água inclui a quantidade presente na areia umida

(fonte: Manual Técnico de Alvenaria – ABCI)

3.3 O Graute

O graute é um concreto feito com areia, cimento, pedrisco e cal. Ele tem

a função de completar os furos dos blocos onde for conveniente dando maior

resistência à compressão (carga admissível) à parede ou solidarizando uma

eventual armadura ao conjunto, sendo essa armadura usada por questões de

resistência, utilização (evitando abertura de fissuras ou trincas) ou

simplesmente construtivas (solidarizando as paredes entre si e estas com as

lajes). Deve ser respeitada uma resistência mínima para esse concreto graute,

especificada na norma NBR 10837 como segue:

fgk = 2.fbk > 14Mpa


O graute também deve atender duas situações: a de serviço e a de aplicação.

O graute deve ser fluido para que o furo do bloco possa ser cheio sem falhas,

bastando o socamento com o próprio ferro do furo para adensá-lo

convenientemente. Não deve permitir, porém, que haja segregação do

agregado quando de seu lançamento. Normalmente o abatimento ("slump") é

de 15cm a 20cm. Tem-se que ter cuidado com os problemas de retração desse

graute, principalmente nas primeiras idades, para que ele não se solte da

parede do bloco. Isso se dá quando há muita perda de água. A característica

mais importante em estado de serviço é a resistência à compressão, que será

avaliada em ensaios específicos.

Esta função do graute de aumentar a resistência admissível da parede

pode ser utilizada com qualquer unidade vazada de bloco, seja ele de concreto,

cerâmico ou sílico-calcáreo.

Para alvenarias estruturais de blocos de concreto é permitida a dosagem

empírica, baseada em experiência anterior nas seguintes condições :

- Obras de pequeno porte

- Resistência mínima de projeto do prisma deve ser menor ou igual a 6,00

MPa para prisma oco ou menor ou igual a 3,00 MPa para prisma cheio;

- Trabalhabilidade;

- A proporção entre os agregados graúdos e miúdos deve ser otimizada

experimentalmente com os materiais da obra.

Traços empíricos para grautes :

Materiais

Agregado miúdo* Agregado graúdo** Tipo traço cimento Cal

hidratada seco úmido Seco úmido Água***

massa 1,00 <0,04 <2,30 <2,41 - - <0,75 Graute

fino volume 1 saco <3,5dm3 <88 dm3 <110dm3 - - <37 dm3

Massa 1,00 <0,04 <2,20 <2,31 <1,70 <1,78 <0,70 Graute

grosso volume 1 saco <3,5dm3 <88 dm3 <110dm3 <66 dm3 <73 dm3 <35 dm3

*umidade 5%, inchamento=1,25

**umidade 5%, inchamento=1,10

***água total, descontar água presente nos agregados


4. O PRISMA

Prismas são elementos obtidos da superposição de um certo número de

blocos, normalmente dois ou três, unidos por junta de argamassa e destinados

ao ensaio de compressão axial. A norma que regulamenta o método do

ensaios de prismas é a NBR8215 – “Prismas de Blocos Vazados de Concreto

Simples para Alvenaria Estrutural – Preparo e Ensaio à Compressão”.

A estimativa da resistência de paredes através do ensaio de prismas é

procedimento adotado pela NBR10837. É extremamente interessante e

representa um avanço significativo do ponto de vista de se obter um método de

dimensionamento válido para praticamente qualquer condição de unidade,

argamassa ou mesmo graute. Obviamente, é importante que os prismas sejam

executados nas mesmas condições verificadas na construção. Devem ser

mantidos materiais e mão de obra, para que se possa ter resultados

representativos do que realmente ocorre durante a execução.

O resultado desse ensaio de ruptura à compressão é o valor fp do corpo de

prova ensaiado. O valor médio de resistência à compressão do prisma é o fp

especificado no projeto estrutural. Essa é a grandeza que o projetista pode e

deve especificar. E é essa a grandeza que o construtor deve buscar no estudo

da composição de sua parede. Que relação existe entre esse fp e o fbk? O que

se observa acompanhando-se um grande conjunto de ensaios de prismas, é

que eles obedecem uma relação mais ou menos constante para o bloco de

concreto e, por isso, pode ser utilizada como ponto de partida para a

investigação da composição dos elementos constituintes da parede. Esta

relação é denominada “eficiência” entre prisma e bloco e pode ser escrita

matematicamente como:

η=fp/fb

Normalmente esses valores da eficiência prisma-bloco, variam de 0,5 a

0,9 para blocos de concreto e de 0,3 a 0,6 no caso de blocos cerâmicos. Existe

ainda a relação entre parede e prisma. É uma relação muito importante porque,

mesmo sendo o dimensionamento e o controle feitos com base na resistência


do prisma, o que interessa em última instância é a resistência da parede.E a

resistência do prisma é sempre maior que a da parede, porque com o aumento

do número de juntas que se verifica na parede, inclusive com a adição de

juntas verticais que não existem no prisma, a resistência do painel tende a cair.

A seguir são mostrados alguns ensaios realizados com blocos, prismas

e paredes:

Blocos de concreto : Resistência à compressão (MPa)

bloco Prisma Parede s/ graute

A 7,9 6,4 5,1

B 10,6 9,3 6,4

C 13,2 9,8 8,2 Fonte : 5th International Seminar on Structural Masonry for Developing Countries – Florianópolis/1994

Artigo : Determinação de Correlações de Resistência Mecânica de Paredes de Alvenaria Estrutural de Blocos de

Concreto

Autores : Aly, V. L. e Sabbatini, F. H.

Blocos cerâmicos : Resistência à compressão (MPa)

Bloco Prisma Parede s/ graute

A 6,3 3,3 3,8

B 5,2 3,5 3,6

C 6,8 3,7 4,7* *tensão máxima de compressão sem chegar à ruptura

Fonte : Cerâmica Selecta – Ensaios de compressão Simples em Paredes de Alvenaria de Blocos Cerâmicos – São

Carlos/1997

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