Alvenaria Estrutural
Componentes básicos de alvenaria
Jean Marie Désir
Disponível em http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/ENG01208.html
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Alvenaria Estrutural
Generalidades
Aplicações
■ Paredes (portantes, de corte, estrutural, decorativo);
■ Vigas e colunas
■ Arcos e domos
Alvenaria forma simples e elegante
Alvenaria estrutural comportamento complexo
Alvenaria x Concreto Diferentes na essência e
até na forma de comprar
Comportamento = f (componentes)
Comportamento = f(unidades, argamassas, grautes, acessórios)
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Alvenaria Estrutural
Especificação de Alvenaria
Diferença básica com aço e concreto:
Não se produz um item acabado de alvenaria
É necessário especificar cada componente através de:
□ especificações padrões
□ métodos de produção
□ procedimentos de ensaios
□ recomendações para a execução
Necessidades de normatização
□ Nacional: ABNT
□ Internacional: ASTM, BS, Eurocode, ACI, UBC, MSJC, ASCE
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Alvenaria Estrutural
Materiais de alvenaria
■Tijolo
□ Maciço
□ Furado
Alvenaria
(compósito)
Unidades
■Bloco
□ Concreto
□ Cerâmico
□ Sílico-Calcáreo
□ Celular Auto-Clavado
□ Solo-cimento
■Argamassa
■Graute
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios
■Armaduras
■Conetores
□ Vínculos: conecta duas paredes entre si
□ Fixador: conecta uma parede a estrutura
□ Prendedor: fixa algum material sobre as paredes
■Vedação
□ Juntas de expansão (blocos cerâmicos)
□ Juntas de Controle (blocos de concreto)
□ Juntas construtivas
■Revestimentos e proteção (pinturas, proteção contra água).
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios: Armaduras
Armaduras
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios: Conetores
Vínculos: conecta duas paredes entre si
Fixador: conecta uma parede a estrutura
Prendedor: fixa algum material sobre as paredes
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios: Vedação
Juntas de expansão (blocos cerâmicos)
Horizontal
Vertical
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios: Vedação
Juntas de Controle (blocos de concreto)
Controle de fissuração devido a retração
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Alvenaria Estrutural
Materiais acessórios: Vedação
Juntas de controle
Junta de trabalho
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Alvenaria Estrutural
Materiais de alvenaria
Argamassas
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Alvenaria Estrutural
Estados da argamassa
■Estado plástico
(mistura fresca)
□ Agregado miúdo;
□ Aglomerante;
□ Água;
□ Aditivos
■Estado endurecido
(lámina rígida)
□ Junta de assentamento
das unidades;
□ Juntas verticais entre
unidades;
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Alvenaria Estrutural
Função das Argamassas
■Compensar irregularidades geométricas
■Absorver deformações de movimentações:
□Térmicas
□Higrométricas
□Recalques
■Ligar as unidades entre si
□Monoliticidade ao conjunto;
□Distribuir adequadamente os esforços;
□Estanqueidade e durabilidade.
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Alvenaria Estrutural
Argamassa de Concreto x Argamassa de alvenaria
ARGAMASSA DO
CONCRETO
ARGAMASSA DE
ASSENTAMENTO
Resistência
requerida
À compressão
De aderência
Água Necessária
Compatível com a
resistência à compressão
Compatível com a
trabalhabilidade
Áreia
Grossa
Média
Hidratação do
cimento
Pela água de
amassamento e pela cura
Pela capacidade de retenção
de água
Cura pela água
O tempo que for possível
Não deve ser curada
Resistência à
Compressão
Vital
Secundária
Deformabilidade
quando endurecida
Baixa
alta
Objetivo final
Maior resistência ao
menor custo
Maior aderência com boa
resiliência e fck adequada
ITEM
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Alvenaria Estrutural
Características das argamassas
Estado plástico e endurecido
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Alvenaria Estrutural
Características Desejadas
■Estado plástico
□Trabalhabilidade;
□Capacidade de retenção de água;
□Velocidade de endurecimento.
■Estado endurecido
□Aderência (boa);
□Resiliência (boa);
□Resistência à compressão (adequada);
□Geometria da Junta (uniforme);
□Retração na secagem (pouca).
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Alvenaria Estrutural
Trabalhabilidade das argamassas
Propriedade fundamental para controlar o estado plástico e
garantir as características do estado endurecido. É difícil definir
a trabalhabilidade assim como mensurá-la.
Depende:
□ Formato dos grãos
□ Granulometria da areia
□ Natureza do plastificante
□ Composição mineralógica
□ Relação água/aglomerante
□ Preparo, Mão-de-obra
□ Condições do ambiente
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Alvenaria Estrutural
Condições de trabalhabilidade
□ Coesão: deve se manter integra sobre a colher do pedreiro
durante o manuseio horizontal;
□ Fluidez: deve deslizar facilmente sem grudar na colher por
ocasião da colocação sobre a unidade;
□ Deve se espalhar sobre a superfície de assentamento da
unidade, para garantindo extensão e preenchimento das juntas;
□ Deve permanecer plástica pelo tempo necessário para os
ajustes de alinhamento, prumo e nível das unidades;
□ Ao ser expulsa da junta não deve cair (nem manchar a
unidade), apenas se projetar horizontalmente.
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Alvenaria Estrutural
Retenção de água
Capacidade da argamassa de não perder água quando em
contato com superfícies que apresentem sucção elevada. Esta
propriedade deve ser analisada junto ca a sucção inicial das
unidades.
RETENÇÃO DE ÁGUA + SUCÇÃO INICIAL
□Qualidade da aderência
□Qualidade das juntas
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Alvenaria Estrutural
Retenção de água
Caso 1: Baixa sucção do substrato
□ Reduzida penetração de água com aglomerante
□ Formação de poucos cristais nos poros do substrato
□ Aderência reduzida
BAIXA ADERÊNCIA
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Alvenaria Estrutural
Retenção de água
Caso 2: Alta sucção do substrato
e argamassa pouca retentiva
□ Insuficiência de água para hidratação do cimento
□ Evaporação pelas faces laterais das juntas
□ Expansão dos blocos
― Junta pobre e fraca
― Prejudica a estanqueidade
― Afeta a durabilidade
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Alvenaria Estrutural
Retenção de água
Recomendação
□ Usar argamassa com alto índice de retenção de água (IRA> 80)
□ Usar Cal se possível
― Alta superfície específica
― Excelente retendor de água
― Cede a água gradualmente
― Mantem a plasticidade
― Confere resiliência após o endurecimento
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Alvenaria Estrutural
Requisitos normativas
Características
Requisito
Norma
Trabalhabilidade
(medida através da
consistência)
Uma consistência padrão
de 255±10 mm
NBR 13276
Resistência à
compressão
Deve ser especificada no
projeto.
NBR 13279
Resistência de
aderência
Deve ser especificada no
projeto.
ASTM E518
Retenção de água
80% < normal < 90%
90% < alta.
NBR 13277
Teor de ar incorporado
Grupo a < 8%
8% < Grupo b < 18%
18% < grupo c
NBR 13278
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Alvenaria Estrutural
Características das argamassas
Propriedades Mecânicas
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Alvenaria Estrutural
Resistência à compressão
Uma argamassa deve ter no mínimo uma resistência de 1,5
MPa e um valor máximo igual a 70% da resistência do bloco
quando esta é calculada em relação a área líquida do bloco.
Assim para um bloco com área bruta (Ab), área líquida (Al) e
resistência características fbk
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Alvenaria Estrutural
Aderência
□ União argamassa/unidade de alvenaria
― Propriedade mais importante após a resistência a
compressão
― Inicia no estado plástico e se consolida no endurecido
□ Características necessárias do bloco
― Rugosidade
― Absorção inicial
□ Características necessárias da argamassa
― Capacidade de retenção de água (hidratação)
― Trabalhabilidade
― Índice de retenção de água alta (mas cede
gradualmente a água em excesso)
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Alvenaria Estrutural
Aderência
Mecanismo de Aderência
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Alvenaria Estrutural
Aderência
Consequencia da falta de Aderência
□ Deficiências no combate aos esforços de:
― Tração direta ou indireta
― Flexão
― Cisalhamento
― Penetração de chuva
□ Afeta também a durabilidade
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Alvenaria Estrutural
Aderência
Ensaio de Aderência
Ensaio de flexo-tração
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Alvenaria Estrutural
Aderência
Outros ensaios de controle de Aderência
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Alvenaria Estrutural
Exigências mecânicas para as argamassas
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Alvenaria Estrutural
Tipos de Argamassas
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Alvenaria Estrutural
Cal + Areia
― Trabalhabilidade excelente
― Retenção de água excelente
― Resistência cresce lentamente com a evaporação da
água, sucção dos blocos e o contato com o ar
― Resiliência muito boa
NÃO É USADO NA ALVENARIA ESTRUTURAL
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Alvenaria Estrutural
Cimento + Areia
― Adquire uma resistência maior mais rapidamente
― A trabalhabilidade piora com o aumento de relação
área/cimento
― Resiliência pequena (propicio a fissuração)
― Maior retração
― Anti-econômica
USO RESTRITO A CASOS ESPECIAIS - UMIDADE E
MEIO AGRESSIVO
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Alvenaria Estrutural
Cimento + Cal + Areia
Bem dosada
― Maximiza as vantagens das anteriores
― Minimiza as desvantagens das anteriores
Mais cimento
> Resistência à tração e compressão
> Aderência, impermeabilidade e durabilidade
Mais cal
> Trabalhabilidade e retenção de água
> Resiliência
< Retração, Módulo e Custo
RECOMENDADA PARA ALVENARIA ESTRUTURAL
Recomenda-se uma relação aglomerante / agregado ± =3
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Alvenaria Estrutural
Argamassas Industrializadas
■Facilitar manipulação e diminuir perdas em alvenarias de
blocos vazados com paredes delgadas (25 a 32 mm)
■Compostas normalmente de cimento portland, aditivos
plastificantes e resinas minerais solúveis em água;
■Dosagem deve ser harmonizada, com rigoroso controle
laboratorial
■Comercializadas semi-prontas, demandando apenas adição de
cimento e água;
■Normalmente possuem alta retentividade e grande poder
adesivo
■Na forma de cartuchos formando cordões de argamassa de
largura e espessura definidas pelo bico do cartucho;
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Alvenaria Estrutural
Preparada na obra x Industrializadas
Preparada na Obra
Industrializadas
Recebimento
Por constituintes
Pronta
Controle
Por material
En saco
Armazenamento
Mais espaço
Mais flexível
Local de preparo
Complicado nos
andares
Fácil
Medição dos materiais necessária
Feita na fábrica
Transporte
Fácil / bombeamento
Muita mão-de-obra
[email protected]
Alvenaria Estrutural
Preparada na obra x Industrializadas
Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.21, p.41-48, Maio, 2013
[email protected]
Alvenaria Estrutural
Preparada na obra x Industrializadas
Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.21, p.41-48, Maio, 2013
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Alvenaria Estrutural
Traços de Argamassas
[email protected]
Alvenaria Estrutural
Materiais Componentes
■ Cimento (portland comum, ARI, pozolânico)
■ Cal
■ Areia de granulometria continua (Dmax entre 2.4 e 4.8 mm
/ MF entre 1.6 e 2.1)
■ Água potável com pH entre 5.8 e 8
■ Aditivo (eventualmente)
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Alvenaria Estrutural
Traços mais comuns (Parsekian, 2010)
Não experimental: fck < 6 MPa
■1 saco de cimento
■10 dm3 de cal
■133 dm3 de agregado miúdo seco (Dmax = 4,8 mm)
■40 cm3 de água
[email protected]
Alvenaria Estrutural
Traços mais comuns (Parsekian, 2010)
Experimental: fck maiores ou características específicas (IC)
Cimento
1
1
Cal
0,25
0,5
Finalidade
Areia
fck
esperada
3
17 MPa
Traço muito forte. Pode fissurar.
Não é utilizado em geral
12 MPa
É um traço forte que é utilizado
para situações onde aparecem
esforços de tração
Traço
mais
alvenaria de
baixa altura
4,5
1
1
5a6
5 MPa
1
2
8a9
2,5 MPa
utilizado
em
edificações de
Traço fraco utilizado
alvenaria de vedação
[email protected]
em
Alvenaria Estrutural
Recomendações internacionais
Traços ASTM 270 (Mortar for Unit Masonry)
Relação
Aglomerante/agregado
entre 2,25 e 3
Traços BS (Use of Masonry – Part 3)
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Resistência média
28 dias (MPa)
Alvenaria Estrutural
Materiais de alvenaria
Grautes
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Alvenaria Estrutural
Definição
■ O graute pode ser definido como um concreto com agregados
finos e alta fluidez e de baixa retração.
■ Em função de sua composição, o graute pode ser fino
(cimento + areia) ou grosso (cimento + brita + areia).
■ Aumenta a área útil em cerca de 50%
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Alvenaria Estrutural
Função do graute
■ Preencher blocos canaletas ( U ou J)
■ Preencher os furos nas regiões com cargas concentradas
■ Preencher os furos nas regiões com cargas distribuidas sobre
vãos curtos
■ Preencher furos dos blocos para formar pilares
■ Preencher os furos onde tem armaduras
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Alvenaria Estrutural
Traços de graute (Parsekian, 2010)
Graute fino
Graute grosso
■1 saco de cimento
■1 saco de cimento
■Até 35 dm3 de cal
■Até 35 dm3 de cal
■Até 88 dm3 de agregado
miúdo (Dmax =4,8 mm)
■Até 88 dm3 de agregado
miúdo (Dmax =4,8 mm)
■Até 37 litros de água
■Até 66 dm3 de agregado
graúdo (Dmax =19 mm)
■Até 35 litros de água
traço de 1:3 a 4
(Cimento:areia em volume)
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traço de 1:2 a 3:1 a 2
(Cimento:areia:brita 0)
(em volume)
Alvenaria Estrutural
Resistência do graute
□ Resistência mínima de 15 MPa
□ Resistência como função da resistência das unidades
□ Recomendações gerais
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Alvenaria Estrutural
Recomendações internacionais
■BS recomenda o traço:
1 : 0 a 0.25 : 3 : 2
ci : cal : areia: agreg. graúdo (Dmax< 10 mm)
■Propriedades desejadas
□Fluidez (verter facilmente)
□Coesão (evitar segregação)
□Aderência (não descolar dos blocos)
□Resistência à compressão (> 14 MPa – NBR 8798)
□Baixa retração (cal ou aditivo plastificante)
□Trabalhabilidade
― socado: slump 17 a 20 cm
― Auto-adensável: slump 20 a 23 cm
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Alvenaria Estrutural
Objeto de aprendizagem
Componentes de alvenaria
http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/index.html
http://www.inf.ufrgs.br/~rmbnunes/oa-alvenaria/
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Alvenaria Estrutural
http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/index.html
[email protected]
Alvenaria Estrutural
http://www.inf.ufrgs.br/~rmbnunes/oa-alvenaria/
[email protected]
Alvenaria Estrutural
00
Alvenaria Estrutural
A1.0
Unidades de
Alvenaria
B1.0
Argamassa de
assentamento
C1.0
D1.0
Graute
Armadura
A1.1
B1.1
C1.1
D1.1
Blocos e tijolos
cerâmicos
Tipos de
argamassas
Função do
graute
Função da
armadura
A1.2
B1.2
C1.2
D1.2
Blocos e tijolos
de concreto
Propriedades
das argamassas
Condições de
uso
Condições de
uso
A1.3
Blocos e tijolos
sílico-calcáreos
C1.3
B1.3
Traços comuns
de argamassas
Resistência à
compressão
A1.4
C1.4
Blocos celulares
autoclavados
Resistência à
cisalhamento
[email protected]
D1.3
Propriedades
Alvenaria Estrutural
A1.0
Unidades de
Alvenaria
A1.1
Blocos e tijolos
cerâmicos
A1.1.1
Principais
características
A1.1.2
Classificação
A1.1.3
Resistência à
compressão
A1.1.4
Processo de
fabricação
A1.2
Blocos e tijolos de
concreto
A1.3.1
Blocos e tijolos
sílico-calcáreos
A1.2.1
A1.3.1
Principais
características
Principais
características
A1.2.2
A1.3.2
Classificação
Classificação
A1.2.3
A1.3.3
Resistência à
compressão
Resistência à
compressão
A1.2.4
A1.3.4
Processo de
fabricação
Processo de
fabricação
[email protected]
A1.4.1
Blocos celulares
autoclavados
A1.4.1
Principais
características
A1.4.2
Classificação
A1.4.3
Resistência à
compressão
A1.4.4
Processo de
fabricação
Alvenaria Estrutural
B1.0
Argamassa sde
assentamento
B1.1
Tipos de
argamassas
B1.2
Propriedades das
argamassas
B1.2.1
B1.1.1
Trabalhabilidade
Composição das
argamassas
B1.2.2
B1.1.2
Fabricação
Retensão de
água
B1.2.3
B1.1.3
Uso das
argamassas
Aderência das
argamassas
B1.2.4
Capacidade de
deformação
[email protected]
B1.3
Traços comuns de
argamassas