Coletânea 8_Tecnologias construtivas inovadoras e gestão da cadeia produtiva

Tecnologias construtivas inovadoras e gestão da cadeia produtiva

Editores

Aline da Silva Ramos Barboza Holmer Savastano

Volume

8

Programa de Tecnologia de Habitação HABITARE

A série Coletânea Habitare é um dos canais de disseminação do conhecimento produzido com apoio do Programa de Tecnologia de Habitação (Programa Habitare), da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP).

Desde 1994 o Programa Habitare direciona recursos para o desenvolvimento de pesquisas sobre o ambiente construído, com ênfase nos estudos sobre a habitação de interesse social.

A Coletânea Habitare reúne artigos em livros temáticos. As edições estão organizadas em trabalhos de autoria dos coordenadores das pesquisas e de seus colaboradores.

Inserção urbana e avaliação pós-ocupação; inovação e gestão da qualidade e produtividade; normalização e certificação; utilização de resíduos na construção; procedimentos de gestão habitacional; inovação tecnológica na habitação, assim como construção e meio ambiente são temas já abordados.

Esta oitava edição traz estudos relacionados a tecnologias construtivas inovadoras e à gestão da cadeia produtiva da construção civil. Assim como os demais volumes da Coletânea, e de outras séries publicadas com apoio do Programa Habitare, está disponível para download gratuito no portal www.habitare.org.br.

Grupo Coordenador do Programa de Tecnologia de Habitação - Habitare

Tecnologias construtivas inovadoras e gest찾o da cadeia produtiva

Colet창nea HABITARE

Volume

8

Editores Aline da Silva Ramos Barboza Holmer Savastano

2009 Porto Alegre

© 2009, Coletânea HABITARE Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – ANTAC Av. Osvaldo Aranha, 99 – 3° andar – Centro CEP 90035-190 – Porto Alegre – RS Telefone (51) 3308-4084 – Fax (51) 3308-4054 Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP Presidente Luis Manuel Rebelo Fernandes Diretoria de Inovação Eduardo Moreira da Costa Diretoria de Administração e Finanças Fernando de Nielander Ribeiro Diretoria de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Eugenius Kaszkurewicz Área de Tecnologias para o Desenvolvimento Social – ATDS Marco Augusto Salles Teles Grupo Coordenador Programa HABITARE Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP Caixa Econômica Federal – CAIXA Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT Ministério das Cidades Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – ANTAC Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas – SEBRAE Comitê Brasileiro da Construção Civil da Associação Brasileira de Normas Técnicas – COBRACON/ABNT Câmara Brasileira da Indústria da Construção – CBIC Associação Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em Planejamento Urbano e Regional – ANPUR

Editores da Coletânea HABITARE Roberto Lamberts – UFSC Carlos Sartor – FINEP Equipe Programa HABITARE Ana Maria de Souza Angela Mazzini Silva Editores do Volume 8 Aline da Silva Ramos Barboza Holmer Savastano Autores do Volume 8 (em ordem alfabética) Alexandre Lima de Oliveira, Aline da Silva Ramos Barboza, Angela Borges Masuero, Antonio Eduardo Bezerra Cabral, Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Douglas Queiroz Brandão, Holmer Savastano, Humberto Ramos Roman, Jefferson Sidney Camacho, João Luiz Calmon Nogueira da Gama, José Mario Doleys Soares, Juliana Machado Casali, Leslie Maria Finger Roman, Luiz Roberto Prudêncio Júnior, Márcia Dacache Felício, Marcus Daniel Friederich dos Santos, Margaret Souza Schmidt Jobim, Markus Moratti, Mônica Batista Leite Lima, Patricia Lovato, Regina Helena Ferreira de Souza, Washington Almeida Moura e Wilson Conciani.

Texto da capa Arley Reis Revisão Giovanni Secco Isabel Maria Barreiros Luclktenberg Projeto gráfico Regina Álvares Editoração eletrônica Amanda Vivan

Apoio financeiro Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP Caixa Econômica Federal – CAIXA

Imagem da capa Workers under hot weather (123RF: Stock Photo -909397)

Apoio institucional Universidade Federal de Alagoas – UFAL Universidade de São Paulo – USP

Fotolitos, impressão e distribuição COAN – Indústria Gráfica www.coan.com.br

Catalogação na Publicação (CIP).

Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC).

T255

Tecnologias construtivas inovadoras e gestão da cadeia produtiva / Aline da Silva Ramos Barboza; Holmer Savastano (Ed.) — Porto Alegre : ANTAC, 2009. — (Coletânea Habitare, 8)

240 p.

ISBN 978-85-89478-28-1

1. Cadeia produtiva 2. Tecnologias construtivas 3. Construção civil. I.

Barboza, Aline da Silva Ramos II. Savastano, Holmer III. Série.

ESTE LIVRO É DE DISTRIBUIÇÃO GRATUITA

CDU: 69.658

Sumário

Introdução____________________________________________________________ 4 Aline da Silva Ramos Barboza e Holmer Savastano

1 Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção_________________________ 8 Leslie Maria Finger Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman

2 Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS________________________________________ 26 Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra Cabral

3 Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos__________________________________ 60 José Mario Doleys Soares e Marcus Daniel Friederich dos Santos

4 Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas_______________________________________ 90 Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti

5 Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social________________128 Juliana Machado Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Prudêncio Júnior

6 Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas_______________154 Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício

7 Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações_______________________________184 Wilson Conciani e Douglas Queiroz Brandão

8 Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes_________228

4

Colet창nea Habitare - vol. 8 - Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gest찾o da Cadeia Produtiva

Introdução

Aline da Silva Ramos Barboza e Holmer Savastano

C

om cerca de 33 anos de atuação na área de habitação, a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) contempla diferentes aspectos do desenvolvimento urbano e, como consequência, do desenvolvimento social. Tais

desenvolvimentos, realizados no âmbito do Programa Habitare, se embasam em estudos de novos materiais, sistemas construtivos e mecanismos de inovação voltados ao setor da construção civil. O resultado desses estudos, apresentados numa coletânea, caracteriza o ambiente de necessidades a cada época e os esforços conjuntos da academia junto ao setor produtivo para a minimização daquelas necessidades. É fato que cada projeto sintetiza uma gama de ações que por si só representam um avanço para o desenvolvimento tecnológico do setor da construção civil e particularmente para o tema habitação. Uma vez agregados na forma de coletânea, são capazes de estabelecer paradigmas temáticos que servem como referência para ações futuras integradas, que envolvem materiais, sistemas construtivos e gestão.

Nesta coletânea, o objetivo maior do Programa Habitare, contribuir para o atendimento das necessidades habitacionais do país, apresenta-se concentrado em duas temáticas: a) desenvolver tecnologias construtivas inovadoras e de gestão da cadeia produtiva; e b) apresentar procedimentos inovadores em gestão do ambiente Introdução

5

construído. Entendendo-se inovação na sua forma mais ampla, introdução de novidade ou aperfeiçoamento no ambiente produtivo ou social que resulte em novos produtos, processos ou serviços, os projetos aqui apresentados apontam para mudanças tecnológicas, organizacionais, econômicas e culturais a serem implantadas para a melhoria da qualidade da habitação.

No capítulo 1, o trabalho intitulado “Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção” (Leslie Maria Finger Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman) tem como objetivo principal o desenvolvimento de mecanismos para a difusão do conhecimento para a modernização de produtores de insumos, pela implantação de sistemas da qualidade e pela qualificação de mão de obra.

No capítulo 2, o trabalho intitulado “Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS” (Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra Cabral) foi desenvolvido com o objetivo de propor um parâmetro de controle da variabilidade dos agregados reciclados, bem como comparar a classificação pela composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos.

No capítulo 3, o trabalho intitulado “Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos” (José Mario Doleys Soares e Marcus Daniel Friederich dos Santos) traz contribuições para o aprimoramento de um sistema construtivo, desenvolvido pela Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, RS, constituído por placas e painéis pré-moldados. Tais elementos cons6

trutivos utilizam na mistura resíduo de borracha proveniente de recauchutagem de pneus. Além do aspecto ambiental, pela destinação de um resíduo, o sistema apresenta um enfoque social, pelo emprego de mão de obra carcerária na produção dos componentes.

No capítulo 4, o trabalho intitulado “Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas” (Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti) Coletânea Habitare - vol. 8 - Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

tem como objetivo principal estudar a viabilidade técnica da utilização de resíduos de serragem de rochas ornamentais (RSRO) para a produção de blocos de vedação de argamassa, blocos estruturais de concreto e pisos intertravados de concreto para pavimentação. Tais elementos foram escolhidos por serem comumente usados em obras de infraestrutura e habitação de interesse social.

O capítulo 5 intitula-se “Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social” (Juliana Machado Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Prudêncio Júnior). O projeto foi idealizado com o objetivo de desenvolver um processo construtivo alternativo de alvenaria estrutural estanque de blocos de concreto com o propósito de reduzir o custo dos edifícios de alvenaria estrutural para habitações de interesse social. Dessa forma, buscou-se a viabilização de sua aquisição por boa parte da população brasileira, bem como o crescimento da produção de blocos de concreto e da construção civil em geral, com a geração de novos empregos e o aquecimento da economia do país.

No capítulo 6, o trabalho intitulado “Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas (Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício) estuda o desempenho, ao longo do tempo, dos revestimentos de concreto aparente e de alvenaria normalmente utilizados nas fachadas prediais e procura compreender os mecanismos de degradação que ocorrem nesses sistemas.

No capítulo 7, o trabalho intitulado “Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações” (Wilson Conciani e Douglas Queiroz Brandão) apresenta uma discussão das práticas de fundações que são aplicadas rotineiramente nas obras para habitação de interesse social na região Centro-Oeste e no Brasil.

O úlltimo capítulo apresenta informações sobre os projetos Habitare referentes à chamada pública de 2003 (linha 1) e que foram selecionados para esta oitava coletânea. São informações sobre as instituições executoras e parceiras, coordenação e equipe técnica dos projetos.

Introdução

7

Leslie Maria Finger Roman é engenheira civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul e mestre em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1986). Atualmente é diretora técnica do Gestão e Habitação – Assessoria e Avaliação da Qualidade Ltda. É consultora e auditora da área de sistemas de gestão da qualidade

1.

Margaret Souza Schmidt Jobim possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Maria (1976), especialização em Projeto e Desenvolvimento de Empreendimentos Imobiliários pela Universidade Federal de Santa Maria (1988) e mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1996). Atualmente é professora da Universidade Federal de Santa Maria. Atua principalmente nos seguintes temas: gerenciamento, construção civil e satisfação do cliente.

8

Humberto Ramos Roman é engenheiro civil (1980), mestre (1983) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul e doutor (1990) pela University of Sheffield, Inglaterra. Membro da British Masonry Society desde 1993, do International Council for Building Research Studies desde 1997 e da American Society of Civil Engineering desde 2005. É professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina desde 1992. Atua nas áreas de alvenaria estrutural e processos construtivos.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

1.

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção Leslie Maria Finger Roman, Margaret Souza Schmidt Jobim e Humberto Ramos Roman

1 Introdução

O

projeto Mecanismos de Inovação da Gestão de Produção de Materiais e Serviços da Indústria da Construção (Gesthab) é desenvolvido em rede entre pesquisadores das seguintes instituições de ensino e pesquisa:

Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Universidade Federal da Bahia (UFBA), Universidade de Fortaleza (UNIFOR), Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia (CEFET-BA), Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) e Centro Federal de Educação Tecnológica da Paraíba (CEFET-PB).

9

O trabalho teve origem a partir da demanda das empresas do estado de Santa Catarina para a adaptação ao Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H) e da atuação de um grupo de pesquisa da UFSC em programas de implantação da qualidade, programas esses especialmente elaborados para atender a tal demanda. Considerando a sinergia de objetivos e de interesses, integraram-se esses programas ao projeto desenvolvido pela UFSM, cujo resultado foi a proposiMecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

ção de um sistema de avaliação e seleção de fornecedores de materiais e componentes dentro das cadeias produtivas da construção.

Os conceitos mais recentes da economia industrial enfatizam que a indústria da construção não pode mais ser analisada como atividade fim isolada. Portanto, a análise da cadeia de fornecedores deve ter sua importância reconhecida, pois os relacionamentos entre os diversos agentes impactam diretamente nos prazos, nos custos e, em especial, na qualidade das obras.

O Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat possui uma ação para a melhoria dos materiais e componentes da cesta básica, através dos chamados Programas Setoriais da Qualidade (PSQs), que visa à adequação dos fabricantes às normas técnicas vigentes, com indicadores de conformidade técnica. Por outro lado, há uma preocupação crescente em criar e atualizar as normas técnicas no país, para a melhoria dos materiais e componentes. Entretanto, são desconhecidos os patamares de desenvolvimento tecnológico e gerencial dos fabricantes e inexistem cadastros uniformes destes.

Este trabalho enfatiza a necessidade de critérios para a avaliação dos fabricantes no que tange a aspectos ambientais, mercadológicos, sociais e legais, além dos aspectos técnicos, e considera, ainda, a importância de divulgar os diferentes níveis de qualificação dos fabricantes ao cliente de baixa renda, que desconhece as características dos produtos adquiridos.

Entre os resultados do projeto, podem ser destacados os seguintes: a) diagnóstico de produtores da cesta básica PBQP-H em todos os locais 10

da rede; b) cadastro de produtores; c) definição de metodologias de transferência de tecnologias e programas

da qualidade; d) avaliação da adequação das normas; e) cartilha para auxílio de população de baixa renda; f) metodologia para capacitação de empreiteiras e de mão de obra; Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

g) homepage com os principais resultados e todos os relatórios produzidos

para consulta aberta (www.gesthab.ufsc.br); h) desenvolvimento de técnicas de aprendizagem de operários; i) manuais de fluxogramas de redes operacionais de serviços; j) elaboração de manuais para aplicadores; k) manuais para empresas; l) sistemas de monitoramento da qualidade dos produtos; m) consolidação da rede de pesquisa como agente de difusão do conhecimento; e n) qualificação de empresas.

2 Descrição geral dos trabalhos desenvolvidos 2.1 Objetivo O objetivo principal do projeto é o desenvolvimento de mecanismos para a difusão do conhecimento para modernização de produtores de insumos, pela implantação de sistemas da qualidade e qualificação de mão de obra.

2.2 Aspectos metodológicos Do ponto de vista metodológico, o trabalho foi subdividido nas seguintes etapas: I. Workshop da rede – encontro dos pesquisadores da rede para discutir o

cronograma do projeto, as dificuldades encontradas e as ações, os ajustes e

os esclarecimentos necessários.

II. Elaboração do cadastro de produtores da cesta básica do PBQP-H. Para a realização do cadastro, os seguintes passos foram seguidos: a) reunião com diretoria do Sindicato da Indústria da Construção (Sinduscon)

de cada região da rede, com o objetivo de expor o projeto, e solicitar parceria

e a listagem completa e atualizada das empresas construtoras associadas; Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

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b) entrevista com o responsável pelas compras ou diretor das empresas da

amostra, com o objetivo de levantar, por meio de entrevista, os principais

fornecedores (fabricantes, extratores, distribuidores e vendedores) dos

materiais e componentes da cesta básica do PBQP-H utilizados nas obras da

amostra; e c) listagem de todos os fornecedores citados pelas empresas, com o objetivo

de identificar os fabricantes dos materiais e componentes comercializados.

III. Elaboração do diagnóstico de produtores da cesta básica do

PBQP-H (das empresas nas regiões participantes das redes).

Esta etapa do trabalho constou dos seguintes passos: a) visita às indústrias cadastradas para avaliação do seu desenvolvimento,

com o objetivo de coletar os dados necessários para compor o cadastro e

para o estabelecimento de indicadores de desempenho dos fabricantes; b) elaboração dos relatórios com os indicadores e análise dos fabricantes dos

materiais e componentes para divulgação, com o objetivo de analisar o

estágio de desenvolvimento das indústrias no que diz respeito às questões

técnicas, ambientais, mercadológicas e sociais e legais, sugerir oportunidades

de melhorias para as indústrias estudadas e estabelecer critérios para a

seleção e avaliação de fabricantes, por parte dos compradores; e c) elaboração de programas de qualificação de empresas.

Foram elaborados programas de qualificação para os seguintes setores: • fábricas de cerâmica vermelha;

12

• fábricas de argamassa intermediária; • fábricas de lajes pré-moldadas; • empresas de mármores e granitos; • empreiteiras; • escritórios de projetos; e • Biblioteca Online Sebrae.

IV. Aplicação dos programas em grupos de empresas.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

2.3 Desenvolvimento dos trabalhos A partir do workshop da rede, foram definidos os materiais e componentes da cesta básica do PBQP-H que seriam estudados. O número inicial (31) foi reduzido a partir da análise das estruturas de mercado e composição das cadeias de suprimentos. Os materiais e componentes definidos para este projeto foram: blocos cerâmicos, telhas cerâmicas, blocos de concreto, concreto usinado, areia, brita, janelas/portas de madeira, janelas/portas de alumínio, argamassa industrializada, lajes pré-moldadas, cerâmica para piso e cerâmica para parede. Esses materiais e componentes não foram estudados, obrigatoriamente, em todos os locais da rede. Entretanto, outros materiais que não compõem a cesta básica do PBQP-H foram incluídos neste estudo, pois houve interesse por parte dos fabricantes locais.

Após o referido workshop, a troca de informações ocorreu pela internet ou presencialmente durante eventos como o ENTAC 2006 e o SIBRAGEC 2006.

Nesses casos, entretanto, não houve a participação da totalidade dos integrantes da rede.

Para a elaboração do cadastro de produtores da cesta básica do PBQP-H, foram realizadas reuniões com as diretorias dos Sinduscons nas regiões da rede e elaborada a lista das construtoras associadas a eles. As construtoras foram contatadas e foram pesquisados os materiais de construção utilizados por elas, assim como a forma de aquisição: direto com o fabricante, dos representantes ou em lojas.

Os materiais pesquisados constituem a cesta básica do PBQP-H e são os seguintes: blocos cerâmicos, telhas cerâmicas, areia, brita para concreto, cimento Portland, argamassa industrializada, cal hidratada, cerâmica esmaltada para revestimento de piso, cerâmica esmaltada para revestimento de parede, chapas de compensado para fôrmas, portas de madeira, janelas de madeira, portas de alumínio, janelas de alumínio, portas de aço, janelas de aço, janelas de PVC, blocos de concreto, lajes pré-moldadas, concreto usinado, aço para armaduras de concreto, fios e cabos elétricos, interruptores, tomadas, disjuntores, tubos e conexões de PVC, louças sanitárias, metais sanitários, tintas PVA, tintas acrílicas e vidros.

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

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Essa atividade permitiu a geração de relatório identificando os materiais mais e os menos utilizados e o meio mais comum de aquisição em cada região da rede.

A Tabela 1 mostra, em ordem decrescente, os cinco materiais menos utilizados em cada região.

Como regra geral, cada ponto da rede optou por trabalhar com os materiais listados com maior frequência pelas construtoras locais. A Tabela 2 mostra a relação dos materiais pesquisados em cada ponto da rede.

Tabela 1 – Materiais menos utilizados em cada região (em ordem decrescente)

Bahia

Ceará

Minas Gerais

Paraíba

Rio Grande do Sul

Santa Catarina

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de PVC

Janelas de madeira

Janelas de aço

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de madeira

Janelas de aço

Portas de aço

Janelas de aço

Telhas cerâmicas

Janelas de aço

Janelas de aço

Telhas cerâmicas

Telhas cerâmicas

Telhas cerâmicas

Lajes pré-moldadas

Telhas cerâmicas

Argamassa industrializada

Cal hidratada

Cal hidratada

Chapas de compensado para fôrmas

Blocos de concreto

Blocos de concreto

Cal hidratada

Tabela 2 – Materiais pesquisados em cada ponto da rede

14

Bahia

Ceará

Minas Gerais

Paraíba

Rio Grande do Sul

Santa Catarina

Areia

Bloco cerâmico

Areia

Argamassa industrializada

Areia

Bloco cerâmico

Bloco Cerâmico

Concreto usinado

Bloco cerâmico

Brita

Argamassa industrializada

Bloco de concreto

Bloco de concreto

Telhas cerâmicas

Bloco de concreto

Cerâmica de revestimento

Bloco cerâmico

Esquadrias de alumínio

Brita

Tintas imobiliárias

Brita

Cerâmica vermelha

Brita

Esquadrias de madeira

Concreto usinado

Cimento Portland

Concreto usinado

Lajes pré-moldadas

Lajes pré-moldadas

Concreto usinado

Esquadrias de madeira

Telhas cerâmicas

Vidros

Esquadrias metálicas

Telha cerâmica

Concreto usinado

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

3 Principais resultados 3.1 Cadastro de fornecedores O principal objetivo dessa etapa do projeto de pesquisa foi a identificação dos principais fabricantes dos materiais e componentes da cesta básica do PBQP-H, com vistas ao estabelecimento de indicadores de desempenho que possam auxiliar na seleção e avaliação de fornecedores por parte das empresas construtoras.

Considerando-se que a construção civil tende a se tornar uma indústria montadora, é de extrema importância o relacionamento entre as empresas, formando parcerias na negociação e na troca de informações sobre os fabricantes, e entre empresas e fabricantes, visando compartilhar responsabilidades e, consequentemente, melhorias no produto final.

Nesse levantamento, obteve-se a relação dos materiais mais consumidos, os principais fornecedores de cada região ou estado e onde as construtoras normalmente compram cada um dos produtos pesquisados. Um exemplo de resultados é mostrado na Figura 1. Nessa figura, pode-se ver onde são compradas as esquadrias de madeira na região de Santa Maria, no Rio Grande do Sul. Esquadrias de madeira 100%

100%

80% 55,56%

60% 40%

27,78%

15

16,67%

20%

Janelas de madeira Portas de madeira Compra direta do fabricante e de distribuidor autorizado e balcão

Compra de distribuidor autorizado e balcão

Compra direta do fabricante e balcão

Compra direta do fabricante e distribuidor autorizado

Compra em balcão

Compra de distribuidor autorizado

Compra direta do fabricante

0%

Figura 1 – Exemplo de resultado obtido durante o processo de cadastro dos fornecedores

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

Um elevado número de empresas construtoras possui quadro de fornecedores muito restrito e critérios de escolha fundamentados em preços atrativos e possibilidade de permuta do produto por unidade habitacional. Algumas vezes, a definição do quadro de fornecedores é pautada na tradição e nas relações de parentesco e de amizade. Essa situação reflete uma característica de parte do cenário industrial brasileiro, em que as mudanças são de difícil assimilação pela alta direção das empresas e o novo parece não ser tão confiável quanto o velho, mesmo quando este não satisfaz os critérios de qualidade estabelecidos pela empresa.

Vale ressaltar que alguns materiais são negociados para a obra completa, como é o caso do concreto, dos blocos cerâmicos e do aço. Nesses casos, dificilmente a empresa muda de fornecedor ou realiza novas cotações de preços, mesmo quando o produto recebido não atende aos requisitos estabelecidos.

O quadro de fornecedores pode ser, algumas vezes, restringido por inexistência de opções no mercado, como é caso de materiais que têm um único fornecedor disponível ou aqueles que se caracterizam pela falta de opção do mercado.

Constata-se, ainda, que alguns materiais são adquiridos juntamente com o serviço de aplicação ou instalação (sistema), não tendo a construtora, nesse caso, plena autonomia no processo de seleção do material.

Em relação à forma de aquisição, a maioria dos materiais e dos componentes é adquirida diretamente da fábrica, exceto em situações emergenciais, em que a escolha recai sobre as lojas. Os materiais elétricos e os tubos e conexões de PVC são comprados, via de regra, nas lojas de materiais de construção ou especializadas 16

nesses materiais. Os demais materiais hidrossanitários e as tintas imobiliárias têm sua forma de aquisição dividida entre as lojas e/ou diretamente do fabricante.

Em Santa Catarina, observa-se preferência acentuada pelos materiais produzidos no estado, especialmente nos setores de cerâmica vermelha e de revestimento, artefatos de concreto e materiais naturais. Em setores em que o parque catarinense não é expressivo, a escolha recai para as empresas consolidadas no cenário nacional, como o caso, por exemplo, da argamassa industrializada, do cimento e dos mateColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

riais elétricos, entre outros. A exceção ocorre no setor de tintas imobiliárias, em que o mercado estadual disputa mercado com as grandes empresas nacionais.

3.2 Qualificação de empresas Após o desenvolvimento dos programas de qualificação, eles foram aplicados em vários tipos de empresas do estado de Santa Catarina. O número de empresas qualificadas por setor foi o seguinte: a) fabricantes de lajes pré-moldadas – 7; b) marmorarias – 9; c) fabricantes de argamassa branca – 13; d) fabricantes de cerâmica vermelha – 40; e) empresas de projeto – 9; e f) empreiteiras – 9.

Mostram-se abaixo alguns exemplos dos resultados obtidos em fábricas de argamassa branca intermediária com a aplicação do programa de qualificação desenvolvido para o setor. As Figuras 2 e 3 mostram aspectos de uma das empresas antes da implantação. É possível observar a falta de cuidados com o processo produtivo e com o armazenamento dos materiais.

17

(a)

(b)

Figura 2 – Estado inicial do canteiro da empresa – materiais e equipamentos: a) falta de cuidado nas instalações; b) armazenagem inadequada da areia

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

Figura 3 – Armazenagem da cal sem controle

As Figuras 4 e 5 mostram as mudanças realizadas nas empresas de argamassa após a intervenção. Pode-se notar na Figura 4 que a cal e a areia passaram a ser adequadamente armazenadas em locais cobertos, protegidos das intempéries e segundo normas para empilhamento dos bags de cal.

A preocupação com a rastreabilidade também foi introduzida na cultura da empresa, desde a chegada da matéria-prima até a entrega no cliente. Pequenos laboratórios foram adaptados nas empresas, permitindo o controle da qualidade dos insumos, das fases do processo e da argamassa produzida. Na Figura 5, pode ser visto um aspecto geral de um dos laboratórios. Os dados coletados nos ensaios passaram a ser periodicamente analisados por meio de gráficos de controle, como mostra a Figura 6.

18

(a)

(b)

Figura 4 – Armazenagem dos materiais após a implantação do programa: a) cal em bags e protegida; b) areia em baias protegidas

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

a)

b)

Figura 5 – Laboratório de controle tecnológico instalado em empresa produtora de argamassa: a) flow table; b) ensaio de umidade da areia

100 90 80 450

460

470

480

490

500

Controle - Teor de cal hidratada na argamassa (fevereiro de 2005) Teor de cal hidratada %

Teor de areia %

Controle - Teor de areia na argamassa (fevereiro de 2005)

Número do lote

90 80 470

480

490

Número do lote

460

470

480

490

500

500

Comparação granulometria epecificação/mês % retida acumulada

Teor de areia %

100

460

450

Número do lote

Controle - Teor de areia na argamassa (fevereiro de 2005)

450

12 11 10 9 8 7 6 5 4

19

100 80 60 40 20 0 4,8

2,4

1,2

0,6

0,3 0,15 fundo

Abertura das peneiras (mm) Zona Superior Zona Inferior

1 2

Figura 6 – Exemplos de resultados do controle tecnológico após a implantação do programa

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

4 Outros produtos obtidos a partir do projeto Em razão da demanda e da ampla divulgação do projeto Gesthab, algumas metas não previstas foram realizadas. Essas ações resultaram na formulação e implantação, em um caso, de programas para selos de qualidade. A formatação desses programas está descrita abaixo.

4.1 Programa de selo da qualidade para argamassa branca intermediária Algumas empresas produtoras de argamassa branca intermediária, pertencentes à Associação Brasileira de Produtores de Argamassa Branca Intermediária (ABPABI), solicitaram a criação de um programa para a definição de requisitos que pudessem definir a qualidade mínima desejável para o processo produtivo e para a argamassa produzida nas empresas. O objetivo principal foi fortalecer a imagem do setor entre as construtoras, separando as produtoras de materiais de qualidade daquelas que produzem sem controle tecnológico. Os produtos que são aprovados em ensaios periódicos, realizados por laboratórios confiáveis, e cujo processo é aprovado em auditora semestral, conduzida conforme definido no programa, recebem um selo da qualidade, que pode ser usado como diferencial mercadológico. Somente podem participar do programa empresas que atendam a todos os seguintes requisitos: a) ser empresa legalmente constituída; b) ter responsável técnico inscrito no CREA; c) realizar controle ambiental; e 20

d) não fazer uso de trabalho infantil.

Atualmente, sete empresas do estado de Santa Catarina estão no programa de qualidade.

4.2 Desenvolvimento de “Selo Ético” O programa para implantação de selo ético originou-se a partir de demanda do Sinduscon/Florianópolis e da empresa Habitasul. A idéia principal é fornecer Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

o selo para obras que evidenciem a aplicação de práticas corretas no âmbito social, cultural, ambiental, técnico e legal, na fase de planejamento, elaboração dos projetos e durante o desenvolvimento e a execução das obras. Busca-se, com isso, contribuir no processo de construção de uma sociedade sustentável. Os principais objetivos são: a) incentivar a gestão ética; b) premiar ações que contribuam para o desenvolvimento social, a proteção

ao meio ambiente, e o respeito às leis, às normas e aos regulamentos técnicos; c) organizar e divulgar a qualidade do mercado da construção civil; d) integrar a obra na sociedade (abrir o canteiro da obra para os alunos, para

a comunidade e para os próprios colaboradores da obra), contribuindo

para a construção do saber; e) promover a capacitação dos profissionais envolvidos com a obra,

possibilitando maior reconhecimento e credibilidade da empresa empreen-

dedora junto a seus clientes e à sociedade; f) auxiliar na fiscalização de empreendimentos ilegais; e g) proporcionar ao estudante a oportunidade para sua formação ética dentro

do mercado de trabalho.

5 Plano de disseminação e transferência O projeto Gesthab tem como potenciais clientes os pequenos produtores de insumos para a construção e as pequenas construtoras e empreiteiras.

Os principais méritos da metodologia utilizada no projeto desenvolvido são: a) realiza primeiro o diagnóstico da empresa, identificando gargalos e

propondo soluções; b) somente após o diagnóstico, propõe, se for o caso, a elaboração da

documentação para implantar sistema de gestão da qualidade na empresa; Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

21

c) prevê o atendimento simultâneo de várias empresas do mesmo setor,

minimizando os custos de programas de melhoria da qualidade; d) desenvolve programas de avaliação da qualidade compatíveis com a

realidade setorial, formulados conjuntamente com os interessados e

respeitando as normas técnicas ou, na inexistência destas, procedimentos

definidos e comprovados por especialistas; e e) todos os trabalhos desenvolvidos respeitam a cultura empresarial e buscam

sempre a melhoria contínua de cada setor.

6 Conclusões A construção civil passou por um processo de mudança a partir da criação do Programa Brasileiro de Produtividade no Habitat (PBQP-H). Esse programa teve início com a elaboração do Sistema de Avaliação da Qualidade (SiAQ), no qual foram definidos requisitos para a avaliação da qualidade em construtoras com base nos requisitos da NBR ISO 9000. Em 2005, o SiAQ foi cadastrado no Inmetro e passou a ser denominado Sistema de Avaliação da Conformidade (SiAC).

Desde a criação do PBQP-H, a qualidade das obras melhorou sensivelmente, porém falta ainda o envolvimento de toda a cadeia produtiva, onde se encontram os fornecedores de materiais e componentes para a construção civil. Nasceram, então, os Programas Setoriais da Qualidade (PSQ). Dentro dos PSQs, foram redigidas normas técnicas, de acordo com os procedimentos da ABNT, como, por exemplo, a norma para tintas imobiliárias. Entretanto, não existem programas para todos os 22

setores componentes da cesta básica da construção civil e as pequenas empresas, principalmente as localizadas fora de São Paulo, não aderiram ao PSQ específico para seu setor em razão dos altos custos necessários. Convém também salientar que os programas do PBQP-H para materiais e insumos avaliam a conformidade do produto final com as normas técnicas existentes, não avaliando o processo produtivo.

De forma inversa ao SiAC, o PBQP-H não teve a adesão necessária para ser representativo nacionalmente dos diversos produtos que compõem a cesta básica. O Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

projeto Gesthab buscou elaborar, juntamente com o meio acadêmico e com os representantes setoriais, um modelo de Programa de Avaliação da Qualidade. Tal programa contempla não somente o produto final, mas todo o ciclo produtivo, que se inicia na aquisição e no armazenamento da matéria-prima, passando pelas diferentes etapas de produção, até, finalmente, a entrega do produto ao cliente. O modelo desenvolvido está atualmente implantado nas empresas produtoras de argamassa branca intermediária. A Associação Brasileira de Produtores de Argamassa Branca Intermediária (ABPABI) tem todos os direitos para o uso desse modelo nas empresas do setor.

Apesar dos esforços empreendidos no PBQP-H, a realidade setorial das empresas brasileiras fornecedoras de materiais e insumos continua desconhecida. A cadeia de fornecedores da construção civil é extremamente complexa, compreende diversos agentes, é bastante dispersa e não possui uma liderança forte, conforme ocorre em outros setores. Existe, ainda, um grau de dificuldade no estudo das cadeias, em decorrência das diferenças de complexidade e diversidade dos materiais e componentes e do desconhecimento da totalidade de fornecedores e clientes envolvidos em cada cadeia de suprimentos.

O conhecimento das principais características da cadeia, por meio de indicadores de desempenho, foi um dos principais resultados do projeto Gesthab. Os indicadores são valores que servem como referência para as empresas, fornecendo informações necessárias ao processo de tomada de decisões e de melhoria da qualidade e produtividade da empresa. O setor da construção civil ainda é pouco habituado à prática da medição, motivo pelo qual existe uma carência de dados que possam fornecer informações quanto ao desempenho atual das empresas e quanto às ações a tomar para a melhoria da qualidade e produtividade de seu processo produtivo.

Para delimitar a pesquisa dos indicadores, foram inicialmente consultadas as construtoras atuantes em cada região do projeto quanto aos seus fornecedores de materiais e à forma de aquisição desses materiais. A amostra, em cada região, ficou definida pelos materiais mais utilizados pelas construtoras e, de preferência, para aqueles que são adquiridos diretamente com o fornecedor primário, empresa Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

23

produtora ou extratora. À amostra definida foi aplicado questionário para mensurar indicadores técnicos, ambientais, mercadológicos, sociais e legais.

Os indicadores calculados mostraram que grande parte dos fornecedores de materiais e componentes para a construção civil da cadeia tem muito pouco conhecimento em relação aos impactos ambientais decorrentes do uso da matéria-prima ou dos resíduos e das emissões durante o processo produtivo. Do ponto de vista técnico, observou-se que a maioria das empresas não participa dos PSQs, quando existentes, ou não tem certificação da qualidade de qualquer tipo (gerencial, ambiental e responsabilidade social). A certificação de produto, reconhecida pelo Inmetro, é muito prejudicada pela falta de laboratórios de ensaios acreditados pelo Inmetro ou pelos custos inerentes ao processo de certificação.

Do ponto de vista mercadológico, muito pouco é feito pelas empresas fornecedoras. Muitas delas estão ainda em um estágio muito primitivo de desenvolvimento gerencial. O investimento em marketing é ínfimo, e as estratégias, via de regra, baseiam-se na sobrevivência diária.

Observa-se também a escassez de investimento na qualificação dos colaboradores das empresas. O treinamento ainda é realizado de maneira informal, e o ofício é aprendido, na prática, pela transmissão do conhecimento através dos mais experientes ou por tentativa e erro. Algumas vezes, as práticas são induzidas, os erros se propagam e as inovações tecnológicas não são introduzidas no processo.

A pesquisa com as construtoras evidenciou que a maioria dos materiais e dos componentes é adquirida pelas empresas por meio de compra direta ao fabricante e 24

que nem todos os materiais da cesta básica do PBQP-H são utilizados pelas construtoras analisadas, como é o caso das janelas de aço. Pode-se também concluir que as empresas entrevistadas desconhecem a importância da aquisição de seus materiais e componentes, obtendo-os de forma desordenada, muitas vezes sem pesquisa e sem planejamento.

Todos os resultados estão em documentos disponibilizados na página do projeto (www.gesthab.ufsc.br).

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Bibliografia recomendada BRAZIL. Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat.

Disponível em: <http://www.pbqp-h.gov.br>. Acesso em: 10 fev. 2003.

FRANCO, Eliete de Medeiros. Gestão do conhecimento na construção civil: uma aplicação dos mapas cognitivos na concepção ergonômica da tarefa de gerenciamento dos canteiros de obras. Florianópolis. 2001. 252 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

FRANCO, L. S.; AGOPYAN, V. Racionalização dos processos construtivos em alvenaria estrutural não armada. In: INTERNATIONAL SEMINAR ON STRUCTURAL MASONRY FOR DEVELOPING COUNTRIES, 5., 1994, Florianópolis. Anais... Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina e Universidade of Edinburgh, 1994. p. 497-508.

JOBIM FILHO, H.; JOBIM, M. Fornecedores de materiais e componentes na indústria da construção civil: manual de avaliação e seleção. Relatório Técnico FINEP. Santa Maria: UFSM, 2003.

JOBIM, M. S. S. Sistema de avaliação de materiais e componentes na indústria da construção civil: integração das cadeias produtivas. Relatório Técnico FINEP. Santa Maria: UFSM, 2003.

MEIRA, Gibson R.; ARAÚJO, Nelma M. C. de. A padronização como fator de redução de desperdício na construção civil. In: ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 1997, Gramado. Anais... Gramado, 1997.

SOUZA, R. et al. Gestão da qualidade para empresa construtora. São Paulo: Pini, 1994.

SOUZA, R. et al. Qualidade na aquisição de materiais e execução de obras.

São Paulo: Pini, 1996.

Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção

25

Denise Carpena Coitinho Dal Molin é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1982), com mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo (1995). Atualmente é professora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos convencionais e especiais, aproveitamento de resíduos em materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção, patologia e recuperação de estruturas e construções e processos construtivos.

2.

Angela Borges Masuero é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988), com mestrado (1993) em engenharia civil e doutorado (2001) em engenharia de minas, metalúrgica e de materiais, ambos pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente é professora da URGRS e atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos e argamassas, tecnologia de revestimentos, aproveitamento de resíduos em materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção, patologia das edificações e processos construtivos.

26

Patricia Lovato é graduada em arquitetura e urbanismo pela Universidade Federal de Santa Maria (2004) e mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2007). Tem experiência na área de construção, com ênfase em materiais e componentes da construção, atuando nos seguintes temas: resíduos de construção e demolição, variabilidade e concreto.

Antonio Eduardo Bezerra Cabral possui graduação em engenharia civil pela Universidade Federal do Ceará (1997), mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000) e doutorado em ciências da engenharia ambiental pela Universidade de São Paulo (2007), com estágio no exterior (Universiy of Technology, Sydney − Austrália). Atualmente é professor e pesquisador do Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará. Atua principalmente nos seguintes temas: diagnóstico de patologias em estruturas de concreto armado, reparo e reforço do concreto armado, concreto com agregados reciclados e gestão de resíduos sólidos.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

2.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS Denise Carpena Coitinho Dal Molin, Angela Borges Masuero, Patricia Lovato e Antonio Eduardo Bezerra Cabral

Resumo

O

s resíduos de construção e demolição (RCDs) constituem importante parcela dos resíduos sólidos urbanos, em razão do volume gerado e dos danos que eles podem trazer ao ambiente. A reciclagem dos

RCDs tem sido uma solução adotada no gerenciamento desses resíduos, sendo, em sua grande maioria, voltada para a produção de agregados reciclados. Entretanto, a variabilidade apresentada na composição desses agregados é uma das barreiras na difusão de seu uso como matéria-prima alternativa na confecção de concretos.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de propor um parâmetro de controle da variabilidade dos agregados reciclados, comparando a classificação pela composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos.

Constatou-se que o comportamento do concreto com agregados reciclados não pode ser previsto somente por meio da composição ou da densidade dos agregados. Prosseguiu-se assim a pesquisa, modelando-se o comportamento da resistência à compressão (fc) e do módulo de deformação (Ec) dos concretos produzidos, ao se variarem o teor de substituição dos agregados naturais pelos reciclados e a relação água/cimento, contemplando a produção de concretos com os três prinComponentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

27

cipais componentes do RCDs (concreto, argamassa e cerâmica vermelha) e suas misturas. Ao se validarem os modelos propostos para a fc e para o Ec, utilizando dados provenientes de outros autores, observou-se que tais modelos descrevem muito bem o comportamento das propriedades e que a variabilidade dos resultados obtidos, considerando os extremos das composições dos RCD relatados na bibliografia, não supera 13% para a resistência à compressão em concretos com 100% de substituição do agregado miúdo e graúdo. Dessa forma, um dos grandes gargalos, que é a variabilidade da composição e da densidade dos agregados de RCD, pode ser solucionado por meio da adoção de um coeficiente de segurança que contemple os reflexos dessa variabilidade nas propriedades do concreto. Assim, eliminar-se-iam ensaios complexos de controle das características do agregado, possibilitando seu uso no setor produtivo. Complementarmente, foram produzidos, em uma empresa de pré-moldados, componentes de concreto com agregados reciclados, realizando a transferência tecnológica e demonstrando a viabilidade técnica e econômica da utilização de RCD como agregado.

1 Introdução A indústria da construção civil consome grandes quantidades de recursos naturais e gera muitos resíduos em todo o mundo. Segundo John (2001), ela é atualmente a maior consumidora de recursos naturais da sociedade, absorvendo de 20% a 50% desses recursos explorados no mundo e responsável por 40% dos resíduos gerados na economia. Assim, medidas alternativas devem ser utilizadas para dimi28

nuir os impactos causados pelo setor.

Uma solução possível é a reciclagem de resíduos de construção e demolição (RCD) para produção de agregados e sua reutilização como matéria-prima na própria construção civil. Essa alternativa vem combater a dificuldade de produção causada pela escassez de agregados naturais em muitas regiões, reduzindo o custo de transporte de longas distâncias. Além disso, contribui para a diminuição das quantidades de recursos naturais consumidos e no consequente decréscimo de resíduos que necessitam ser dispostos em aterros.

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Diversos estudos foram realizados sobre a reciclagem de RCD para produção de agregados para concretos (BIANCHINI et al., 2005; CABRAL, 2007; HANSEN; BØEGH, 1985; HOOD, 2006; LEITE, 2001; LIN et al., 2004; LOVATO, 2007; MASCE et al., 2003; NETO, 2005; PINTO, 1999; SANI et al., 2005; VIEIRA, 2003; ZORDAN, 1997), mostrando sua viabilidade técnica. No entanto, é ressaltado que a variabilidade na composição do resíduo pode afetar o desempenho do concreto.

Algumas pesquisas apontam que, para um mesmo local receptor de resíduos, a composição se modifica com a chegada de novos materiais. Ao comparar diferentes cidades brasileiras, também se observam proporções variadas dos materiais constituintes dos resíduos.

Assim, o primeiro passo a ser dado, quando se deseja propor a produção de componentes de concreto empregando agregados de RCD para habitações, é verificar a influência que a variabilidade do resíduo causa nas propriedades do concreto e estabelecer uma forma de controle dessa variabilidade. Uma vez estabelecida a forma de controle e feitos os ajustes necessários no traço do concreto produzido, em conjunção com o desempenho desejado, pode-se estudar a viabilidade técnica e econômica da substituição dos agregados naturais pelos reciclados de resíduos de construção e demolição em componentes de concreto.

Nesse contexto, a presente pesquisa teve por objetivo, através de um estudo focado para a região do Vale dos Sinos e Região Metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande do Sul, observar a influência das variabilidades dos agregados de RCD no desempenho do concreto e propor alternativas para controle dessas variabilidades. Assim, torna-se possível produzir concretos com agregados de RCD com garantia de desempenho ao longo do tempo, por meio do domínio das variações das características desses agregados e seus reflexos nas propriedades do concreto, permitindo a produção em escala de componentes de construção ecologicamente corretos. Complementarmente, foram produzidos, em uma empresa de pré-moldados, componentes de concreto com agregados reciclados, realizando a transferência tecnológica e demonstrando a viabilidade técnica e econômica da utilização de RCD como agregado.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

29

2 Métodos e materiais Para atingir os objetivos propostos, foram desenvolvidas as seguintes etapas: a) estimativa da quantidade de resíduo gerado na região do Vale dos Sinos e

na Região Metropolitana de Porto Alegre; b) caracterização dos resíduos; c) avaliação de métodos para monitorar a variabilidade dos agregados

de RCD; d) avaliação do reflexo da variabilidade dos agregados de RCD no desempe-

nho de concretos; e) desenvolvimento e avaliação econômica de componentes com agregados

de RCD; e f) transferência de tecnologia: produção em empresa de pré-moldados.

A seguir, são descritos resumidamente os métodos e os materiais utilizados.

A descrição mais detalhada pode ser obtida nas dissertações e teses geradas a partir desta pesquisa (CABRAL, 2007; JADOVSKI, 2006; LOVATO, 2007).

2.1 Métodos A quantidade de resíduo de construção e demolição gerada na região do Vale dos Sinos e na Região Metropolitana de Porto Alegre é uma informação importante para viabilizar sua utilização como insumo para a construção civil e dimensionar 30

o porte de uma estação de reciclagem de RCD como agregado. A estimativa do volume diário foi realizada através de levantamento junto ao Departamento Municipal de Limpeza Urbana (DMLU) de Porto Alegre, no qual se obtiveram dados referentes à evolução de coleta e gerenciamento de RCD nos últimos oito anos, apresentada na Tabela 1.

Paralelamente, tentou-se quantificar e validar a quantidade de RCD gerada em relação ao volume depositado nos aterros de inertes e no volume coletaColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

do pelos tele-entulhos, a partir do preenchimento de planilhas pelos motoristas dos caminhões previamente treinados. Os valores obtidos estão de acordo com a média informada pelo DMLU, de modo a validar o método empregado, que foi também utilizado para levantar os volumes gerados na região do Vale dos Sinos (Tabela 2).

Tabela 1 – Evolução anual da coleta de RCD em Porto Alegre

Ano

ton/dia útil

m³/dia útil

1998

299,54

249,62

1999

203,82

169,85

2000

211,36

176,13

2001

248,37

206,98

2002

376,67

313,89

2003

390,66,

325,55

2004

303,00

252,50

2005

364,00

303,00

MÉDIA

299,68

249,69

Ano

ton/dia útil

m³/dia útil

2004

432,00

360,00

Tabela 2 – Coleta de RCD na região do Vale dos Sinos

Para a caracterização dos resíduos, foram realizadas coletas nas cidades de Porto Alegre (POA), São Leopoldo (SL) e Novo Hamburgo (NH). Foi feita uma coleta em cada cidade, todas no mesmo mês. Cada amostra foi constituída de aproximadamente 500 kg por coleta. Para melhor visualização dos dados que serão apresentados neste trabalho, as coletas serão denominadas como POA, SL e NH. Em Porto Alegre, os resíduos foram coletados no Aterro de Inertes Serraria, situado na Zona Sul da cidade. Os resíduos provenientes de Novo Hamburgo foram coletados na Central de Resíduos Inertes do Bairro Rondônia. Os resíduos provenientes de São Leopoldo foram coletados no aterro municipal.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

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As coletas das amostras foram realizadas retirando-se o material da base, do meio e do topo das pilhas. Entretanto, esse procedimento não pôde ser realizado na coleta do aterro de Porto Alegre, pois as cargas de materiais recebidas no local são espalhadas ao longo do terreno e imediatamente aterradas. Dessa forma, quando solicitado, foi deixada separada uma carga de resíduos de construção e demolição recebidos, o que resultou em apenas uma pilha de RCD. Após cada coleta de resíduo, este foi caracterizado conforme sua composição. O processo de análise da composição foi feito manualmente, com a identificação dos diversos materiais constituintes do RCD. A caracterização foi feita para uma amostra de material de cada coleta, obtida por quarteamento, conforme procedimento descrito na NBR NM 27 (ABNT, 2001a). Durante o procedimento de análise da composição, e também no restante do material não caracterizado, foram excluídos impurezas e materiais que pudessem comprometer a qualidade do concreto, tais como madeira, metal, gesso, plástico e papel. Além disso, visando eliminar possíveis quantidades de matéria orgânica e solos argilosos presentes na amostra coletada, a parcela fina foi separada em peneira de malha #4,8 mm, conforme recomenda Hansen (1992).

Após a etapa de caracterização do resíduo segundo sua composição, foi feita a britagem do material, realizada no britador de mandíbulas da Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec) – situada em Porto Alegre, RS. Nessa fase, os resíduos foram transformados em agregados. A seguir, estes foram beneficiados em peneirador mecânico, separando-se os agregados miúdos (AMR) dos agregados 32

graúdos (AGR). O material retido na peneira de malha #25 mm foi novamente britado e peneirado, até todo material passar nessa peneira.

A caracterização dos agregados reciclados foi feita para os materiais de todas as coletas. A composição granulométrica dos agregados, tanto naturais como reciclados, foi realizada de acordo com as recomendações da NBR NM 248 (ABNT, 2003a). A massa específica do agregado miúdo natural foi determinada de acordo com o método descrito na norma NBR NM 52 (ABNT, 2003b). O agregado graúdo Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

natural teve sua massa específica determinada segundo procedimento descrito na norma NBR NM 53 (ABNT, 2003c). A massa específica do agregado miúdo reciclado foi determinada de acordo com a norma NBR 9776 (ABNT, 1987a), que utiliza o frasco de Chapman; e pelo método de Neville (1995), modificado por Leite (2001).

O agregado graúdo reciclado teve sua massa específica determinada de acordo com a mesma norma que o agregado natural, e também pelo método de Leite (2001).

A massa unitária foi determinada para os agregados naturais e reciclados, de acordo com a NBR NM 45 (ABNT, 2002). A absorção de água dos agregados miúdos reciclados foi determinada pelo procedimento descrito na norma NBR NM 30 (ABNT, 2001b) e pelo método proposto por Leite (2001). A absorção de água dos agregados graúdos reciclados foi determinada também pelo método proposto por Leite (2001) e por intermédio do procedimento apresentado na norma NBR NM 53 (ABNT, 2003c). Para verificar se a classificação dos agregados reciclados por densidades pode ser utilizada como parâmetro de controle da variabilidade desse material, foi realizado o ensaio para classificação densitária. O ensaio de afundaflutua foi baseado no procedimento para separação densitária dos agregados reciclados de RCD elaborado por Carrijo (2005) e Angulo (2005). Este foi realizado no Laboratório de Processamento Mineral (Laprom) da UFRGS, seguindo-se também os procedimentos usados para o ensaio nesse laboratório. As faixas de densidade adotadas foram baseadas na pesquisa de Angulo (2005), que utilizou, em um dos procedimentos realizados, as densidades 1,9, 2,2 e 2,5 g/cm³. O autor considerou que a parcela flutuada na solução com densidade 1,9 g/cm³ poderia concentrar a cerâmica vermelha, e a flutuada na solução com densidade 2,2 g/ cm³ concentraria a argamassa. Na solução com densidade 2,5 g/cm³, poderiam ser separadas partículas de concreto (flutuadas) e de rochas naturais (afundadas).

A Figura 1 mostra a representação esquemática do ensaio, e as fotos da Figura 2, o procedimento de realização desse ensaio.

Para a produção dos concretos adotou-se o método de dosagem IPT/EPUSP (HELENE; TERZIAN, 1992).

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

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d>1,9 g/cm³

d<1,9 g/cm³ d=1,9 g/cm³ d>2,2 g/cm³

1,9<d<2,2 g/cm³ d=2,2 g/cm³

2,2<d<2,4 g/cm³

d>2,4 g/cm³ d=2,4 g/cm³

Figura 1 – Representação esquemática do ensaio afunda-flutua, baseado no procedimento elaborado por Carrijo (2005) e Angulo (2005), onde d = densidade

(a)

(b)

(c)

Figura 2 – Procedimento para realização do ensaio afunda-flutua: (a) vista geral, (b) parcela do agregado de RCD flutuada, com densidade inferior à da solução e (c) parcela do agregado de RCD com densidade superior à da solução

34

A partir de um planejamento estatístico do experimento (RIBEIRO; CATEN, 2001; WERKEMA; AGUIAR, 1996), além da produção de concretos com diferentes níveis de substituição de agregado graúdo e miúdo natural por RCD proveniente de três locais distintos, foram também produzidos concretos em que o RCD foi desdobrado em seus constituintes principais (concreto, material cerâmico e argamassa), variando-se os teores de cada um deles na composição do RCD, e Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

avaliando-se o impacto na resistência à compressão e no módulo de elasticidade.

Dessa forma, foram desenvolvidos modelos estatísticos que permitiram prever o impacto das variações da composição do RCD nas propriedades do concreto. Esses modelos, depois de validados, poderão servir como ferramenta para ajustes nos traços do concreto, de forma a manter as características finais desejadas, sem ter que executar novas dosagens com o RCD que sofreu alterações.

Por fim, para realizar o estudo comparativo técnico/econômico dos componentes com RCD, foram dosados os concretos e produzidos, em laboratório, “pavers”, blocos de vedação e meio-fio. Com base nos resultados obtidos, foi executado um treinamento prático e monitoramento inicial de todo o processo de produção em escala real, em uma indústria de pré-moldados.

2.2 Materiais Para a produção dos concretos, foi utilizado o cimento Portland CP IV 32 – RS. Normalmente, as pesquisas com resíduos de construção e demolição utilizam cimento sem adição, a fim de não influenciar os resultados dos ensaios. No entanto, foi utilizado o cimento CP IV, pois este é facilmente encontrado no estado do Rio Grande do Sul. Foram utilizados agregados naturais e reciclados para a produção dos concretos: a) agregado miúdo natural: foi utilizada areia quartzosa média. O material

foi previamente seco ao ar e separado na peneira de malha #4,8 mm,

retirando-se toda fração superior a esse valor; b) agregado miúdo reciclado: obtido pela britagem e pelo peneiramento do

resíduo de construção e demolição coletado, utilizando-se a fração passante

na peneira de malha #4,8 mm; c) agregado graúdo natural: foi empregada brita de origem basáltica passante

na peneira de malha #25 mm e retido na peneira de malha #4,8 mm.

O agregado foi previamente lavado para retirar materiais pulverulentos ou

outras impurezas que poderiam estar aderidas a ele, e colocado para secar

ao ar; e Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

35

d) agregado graúdo reciclado: assim como o agregado miúdo reciclado, foi

obtido através da britagem e do peneiramento do resíduo coletado. Foi

empregado o material passante na peneira de malha #25 mm e retido na

peneira de malha #4,8 mm. O agregado não foi lavado, em razão da sua

facilidade de desagregação.

3 Apresentação e análise dos resultados Na Tabela 3, estão apresentadas as composições percentuais dos RCDs gerados em cada cidade, excluindo-se as impurezas e os finos. Percebe-se que há uma grande variabilidade de composição entre cada coleta. Apesar de os materiais coletados em Porto Alegre e em Novo Hamburgo apresentarem maior quantidade de argamassa em sua composição, os demais constituintes apresentam porcentagens distintas entre uma cidade e outra.

Tabela 3 – Constituintes percentuais dos resíduos de construção e demolição coletados

36

Material

Coleta SL (%)

Coleta POA (%)

Coleta NH (%)

Argamassa

22,5

44,2

34,9

Concreto

26,9

18,3

27,3

Cerâmica vermelha

32,8

35,6

23,2

Cerâmica branca

0,4

0,1

0,2

Rochas

17,4

1,8

14,4

A Tabela 4 apresenta os constituintes dos RCDs coletados e reunidos em dois grupos: o primeiro, cerâmica e argamassa; e o segundo, concreto e rocha. A coleta de Porto Alegre (POA) é composta de 80% de material cerâmico e argamassa, ou seja, materiais mais porosos, que, normalmente, demandam mais água durante a execução de concretos com agregados reciclados. Com a divisão do RCD nesses dois grupos, observa-se grande semelhança entre as coletas de São Leopoldo (SL) e de Novo Hamburgo (NH), compostas predominantemente de cerâmica e argamassa, entretanto com grande percentual, mais de 40%, de concreto e rochas.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Tabela 4 – Composição dos materiais mais porosos (cerâmica + argamassa) e dos materiais menos porosos (concreto + rocha) para cada coleta

Coleta

Cerâmica + argamassa (%)

Concreto + rocha (%)

SL

56

44

POA

80

20

NH

58

42

Os resultados das composições granulométricas dos agregados miúdos, natural e reciclados, estão apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Composição granulométrica dos agregados miúdos utilizados

Agregado miúdo natural % acumulada

Peneira (mm)

% retida

% acumulada

Peneira (mm)

% retida

% acumulada

Peneira (mm)

% retida

% acumulada

AMR NH

% retida

AMR POA

Peneira (mm)

AMR SL

4,8

3,5

3

4,8

0,5

0

4,8

4,7

5

4,8

1,9

2

2,4

8,8

12

2,4

21,9

22

2,4

24,2

29

2,4

19,0

21

1,2

17,6

30

1,2

12,8

35

1,2

17,6

47

1,2

16,6

38

0,6

24,0

54

0,6

16,6

52

0,6

16,6

63

0,6

16,5

54

0,3

37,0

91

0,3

23,2

75

0,3

22,1

85

0,3

21,5

76

0,15

8,5

100

0,15

16,4

91

0,15

10,1

95

0,15

15,5

91

< 0,15

0,6

100

< 0,15

8,6

100

< 0,15

4,7

100

< 0,15

9,0

100

total

100,0

-

total

100,0

-

total

100,0

-

total

100,0

-

Dimensão máxima característica (mm) Módulo de finura

4,75

Dimensão máxima característica (mm)

2,90

Módulo de finura

4,75

Dimensão máxima característica (mm)

2,75

Módulo de finura

4,75

Dimensão máxima característica (mm)

4,75

3,24

Módulo de finura

2,82

37

Na Tabela 6, estão apresentados os resultados das composições granulométricas para os agregados graúdos natural e reciclados.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

Tabela 6 – Composição granulométrica dos agregados graúdos utilizados

Peneira (mm)

25

0,8

1

25

3,6

4

25

3,7

4

1

19

16,5

18

19

27,4

31

19

32,9

37

12,5

51,6

53

12,5

43,3

61

12,5

34,0

65

12,5

32,5

69

9,5

34,5

87

9,5

13,4

74

9,5

13,2

78

9,5

10,8

80

6,3

12,3

99

6,3

11,2

85

6,3

11,4

89

6,3

10,0

90

% retida

% acumulada

0

0,5

% retida

0,0

19

Peneira (mm)

% acumulada

Peneira (mm)

25

% retida

% acumulada

AGR NH

% retida

AGR POA

Peneira (mm)

AGR SL

% acumulada

Agregado miúdo natural

4,8

1,0

100

4,8

4,6

90

4,8

4,9

94

4,8

6,0

96

< 4,8

0,1

100

< 4,8

10,2

100

< 4,8

5,5

100

< 4,8

4,1

100

total

100,0

-

total

100,0

-

total

100,0

-

total

100,0

-

Dimensão máxima característica (mm) Módulo de finura

25,4

Dimensão máxima característica (mm)

6,88

Módulo de finura

25,4

Dimensão máxima característica (mm)

6,47

Módulo de finura

25,4

Dimensão máxima característica (mm)

25,4

7,03

Módulo de finura

7,13

Os resultados dos ensaios de massa específica e massa unitária realizados estão apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Resultados de massa específica e massa unitária dos agregados

Miúdo Agregado

Graúdo

Natural

AGR SL

AGR POA

AGR NH

Natural

AGR SL

AGR POA

AGR NH

Massa específica - método normalizado (kg/dm³)

2,62

2,40

2,40

2,44

2,85

2,40

2,45

2,58

Massa específica - método de Leite (2001) (kg/dm³)

-

-

2,52

2,64

-

2,58

2,57

2,64

Massa unitária (kg/dm³)

1,52

1,29

1,39

1,23

1,47

1,12

1,06

1,02

38

Na Tabela 8, encontram-se os resultados da absorção total dos agregados reciclados e os respectivos valores utilizados na pré-molhagem desses agregados.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Tabela 8 – Resultado dos ensaios de absorção (em %) dos agregados reciclados

Miúdo

Agregado

Graúdo

SL

POA

NH

SL

POA

NH

Absorção total (24 h)

6,00

7,00

9,43

10,00

4,49

5,13

Absorção inicial (utilizada na pré-molhagem)

3,00

4,10

9,17

7,00

3,00

2,50

Como os trabalhos de Carrijo (2005) e Angulo (2005), que propuseram a utilização da separação densitária para os agregados reciclados, não realizaram esse ensaio para os agregados miúdos, pretendeu-se, com este trabalho, verificar se o método era válido para tais agregados. Como não havia mais agregados miúdos de São Leopoldo, o ensaio de afunda-flutua foi realizado apenas para amostras de materiais de Porto Alegre e Novo Hamburgo. Os resultados encontrados estão apresentados na Tabela 9.

Tabela 9 – Resultados da separação por densidades para os agregados miúdos

Coleta POA Densidade

Coleta NH %

Densidade

%

<1,9

2,1

<1,9

0,7

1,9<d<2,2

3,5

1,9<d<2,2

4,0

2,2<d<2,4

30,0

2,2<d<2,4

22,2

>2,4

64,4

>2,4

73,1

total

100,0

Total

100,0

Diferença de massa*

-1,33

Diferença de massa

-0,43

* Diferença entre a massa final e a massa inicial da amostra, correspondente à perda de material durante o ensaio

39

Para o agregado miúdo, a retirada das parcelas flutuadas não é tão rápida, pois o material é muito fino e, muitas vezes, fica aderido nas paredes do recipiente de ensaio. Dessa forma, é possível que as partículas tenham absorvido a solução de bromofórmio, alterando sua densidade.

A seguir são apresentados alguns resultados obtidos nos ensaios comparativos dos concretos produzidos com os agregados de RCD provenientes de SL, POA e NH. Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

A Equação 1 apresenta o modelo ajustado que descreve o comportamento dos concretos produzidos com agregados reciclados quanto à resistência à compressão. Esse modelo possui um coeficiente de determinação (R²) de 0,91.

0,67

x 1- AGR x 1- AMR x 1- m x [1 - ( - 0,04 x AGR x m)] x [1-(0,008 x AMR x m)] ( 0,5 a/c ) ( 7,44 ) ( 9,69 ) ( 8,61 )

fc = C x 22,5 x

, (1)

onde: fc = resistência à compressão (MPa); C = coeficiente relativo à coleta, codificado segundo a Tabela 11; a/c = relação água/cimento real; AGR = percentual de agregado graúdo reciclado, codificado segundo a Tabela 10; AMR = percentual de agregado miúdo reciclado, codificado segundo a Tabela 10; e m = relação agregados secos/cimento em massa, codificada segundo a Tabela 10.

Tabela 10 – Níveis codificados das variáveis independentes m, AGR e AMR

Codificação dos níveis m AGR

40

AMR

Nível real

4,38

5,63

6,88

Nível codificado

-1

0

1

Nível real

0%

50%

100%

Nível codificado

-1

0

1

Nível real

0%

50%

100%

Nível codificado

-1

0

1

Tabela 11 – Níveis codificados da variável coleta para fc

Coleta

Nível codificado

SL

1,00

POA

0,99

NH

0,94

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Pela análise de variância, todos os fatores controláveis apresentaram efeito significativo sobre a resistência à compressão. Também se mostraram significativas as interações coleta x m, coleta x AGR, coleta x AMR, m x AGR, m x AMR e AGR x AMR. No entanto, a inserção desta última interação e das interações das variáveis m, AGR e AMR com a variável coleta não melhorou o ajuste do modelo, e, portanto, esses termos não foram considerados.

As Figuras 3a e 3b mostram o efeito da interação AMR x AGR sobre a resistência à compressão. A Figura 3a foi obtida variando-se os valores codificados dos teores de substituição de AMR para cada teor de AGR utilizado. Para a Figura 3b, variaram-se os teores de substituição de AGR para cada teor de AMR. Em ambos os casos, os valores de m e a/c foram mantidos em seu nível médio, e o valor da coleta foi mantido em 1.

27,0 25,0

0

50

23,0 21,0 19,0 17,0

0

50

100

23,0 21,0 19,0 17,0

15,0

15,0 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% de substituição do AMR

% AMR

25,0

100

fc (MPa)

fc (MPa)

27,0

% AGR

(a)

(a)

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% de substituição do AGR (b)

(b)

Figura 3 – Resistência à compressão em função da interação AMR x AGR: (a) fc em função de AMR, para os diferentes teores de AGR; (b) fc em função de AGR, para os diferentes teores de AMR

41

A Figura 4 apresenta o efeito isolado da variável coleta sobre a resistência à compressão do concreto. Esta foi obtida variando-se os valores codificados da coleta e mantendo-se as demais variáveis no ponto médio de cada uma delas.

Na Figura 4, os concretos correspondentes às coletas SL e POA apresentam valores de resistência à compressão superiores aos da coleta NH, sendo o valor mais alto o da coleta SL. Pela análise de variância, a diferença entre as coletas SL e POA Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

não foi significativa, tendo sido a resistência da coleta POA apenas 1% menor que a da coleta SL. A resistência da coleta NH foi 6% menor que a da coleta SL. 20,0

fc (MPa)

19,5 19,0 18,5 18,0

1

2

3

Coleta Figura 4 – Resistência à compressão em função da origem do RCD

Foram também analisados a resistência à tração, o módulo de deformação e a absorção de água por imersão dos concretos produzidos com os agregados de RCD provenientes de SL, POA e NH. A partir dos resultados obtidos no programa experimental realizado, descrito em detalhes por Lovato (2007), foi possível obter as seguintes conclusões, válidas para os materiais e os métodos de ensaio utilizados: a) os principais constituintes dos resíduos de construção e demolição encon

trados na região do Vale dos Sinos e Região Metropolitana de Porto Alegre

foram argamassa, cerâmica vermelha e concreto; b) a separação por densidades não se mostrou eficiente para os agregados

42

miúdos reciclados. A absorção praticamente instantânea observada nesses

materiais influenciou nos ensaios, uma vez que o material absorve o líqui

do denso, alterando sua densidade real; c) a separação por densidades dos agregados graúdos reciclados apresentou,

para cada coleta, resultados coerentes com a composição inicial dos resí-

duos de construção e demolição; d) as partículas de cerâmica vermelha e argamassa ficaram concentradas nas

três faixas de densidades mais baixas, mostrando que os agregados são

compostos de materiais de diferentes qualidades; Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

e) as partículas de concreto e rocha concentraram-se majoritariamente na

faixa de densidade d > 2,4; f) a proposta de norma desenvolvida por Leite (2001) para a determinação

da absorção de água dos agregados reciclados não se mostrou eficiente

para os agregados miúdos. Dessa forma, foi realizada uma adaptação da

norma NBR NM 30 (ABNT, 2001b); g) as taxas de absorção dos agregados reciclados variaram entre 4,3%

e 11,7%; h) as taxas de absorção inicial dos agregados reciclados foram muito altas,

superando 80% da absorção total para todos os agregados utilizados. Isso

evidencia a necessidade de pré-umedecimento dos agregados; i) os concretos contendo agregados com maior quantidade de cerâmica e

argamassa demandaram mais água para alcançar a trabalhabilidade estipulada; j) quanto maior o teor de substituição do agregado graúdo reciclado, maior

a relação a/c, ou seja, o agregado graúdo necessitou de mais água para

alcançar a trabalhabilidade, medida pelo abatimento do tronco de cone

(slump), estabelecida em 100 mm ± 20 mm; k) o agregado graúdo reciclado exerce maior influência negativa sobre a

resistência à compressão e sobre a resistência à tração do concreto produ-

zido que o agregado miúdo reciclado; l) a densidade dos agregados graúdos reciclados não é um parâmetro que

permite controlar a resistência dos concretos, uma vez que essa proprie-

dade depende de diversos fatores relacionados com as características dos

agregados, como composição, forma e granulometria; m) os traços que apresentaram melhor desempenho quanto à resistência à

tração foram os mesmos que para a resistência à compressão, os que

continham 50% de um dos agregados reciclados. Nenhum deles superou

o concreto de referência; Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

43

n) a separação por densidades e a composição dos RCDs não podem ser

utilizadas como parâmetros de controle da resistência à tração por com-

pressão diametral dos concretos com agregados reciclados, uma vez que

essa propriedade não foi influenciada pela variabilidade dos RCDs; o) a separação dos agregados reciclados por densidades pode ser utilizada

como parâmetro de controle do módulo de formação de concretos com

agregados reciclados, uma vez que essa propriedade depende principal-

mente de características dos agregados, como a densidade e a porosidade; p) não se constatou relação da composição dos RCDs com o módulo de de

formação dos concretos com esses materiais; q) a absorção dos concretos com agregados reciclados parece ser influencia-

da pela densidade, composição e granulometria dos agregados. Dessa

forma, não é possível considerar a densidade como único condicionante

da absorção; r) de forma geral, conclui-se que o comportamento do concreto com

44

agregados reciclados não pode ser previsto através da composição ou da

densidade dos agregados, uma vez que, dependendo da propriedade

considerada, ambos ou até outros aspectos influenciam no comportamento.

Das propriedades avaliadas, somente o módulo de deformação apresentou

relação apenas com a densidade, e as demais foram influenciadas por

diversas características dos agregados; e s) conforme observado neste trabalho, entre as propriedades avaliadas,

apenas a resistência à tração não foi influenciada pelas diferenças na com-

posição dos agregados. Para as demais propriedades, as máximas variações

globais médias, relacionadas às alterações nas composições e às densidades

das diferentes coletas, foram de 6% para a resistência à compressão e de

8% para o módulo de deformação.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Além da produção de concretos com diferentes níveis de substituição de agregado graúdo e miúdo natural por RCD proveniente de três locais distintos, foram também produzidos concretos em que o RCD foi desdobrado em seus constituintes principais (concreto, material cerâmico e argamassa), variando-se os teores (de 0% a 100%) de cada um deles na composição do RCD, e com avaliação do impacto na resistência à compressão e no módulo de elasticidade. Também se desejava saber a influência da variação da relação a/c nessas mesmas propriedades, com a presença ou não desses agregados reciclados. Portanto, dessa maneira, foram identificadas sete variáveis independentes (fatores): o agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha (rvm); o agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha (rvg); o agregado miúdo reciclado de argamassa (ram); o agregado graúdo reciclado de argamassa (rag); o agregado miúdo reciclado de concreto (rcm); o agregado graúdo reciclado de concreto (rcg); e a relação água/cimento (a/c).

Diante dos resultados obtidos na caracterização dos agregados reciclados utilizados, descrito em mais detalhes em Cabral (2007), pode-se concluir que: a) quanto à absorção de água dos agregados, observou-se que, tanto para o

agregado miúdo quanto para o agregado graúdo, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha foi o que apresentou a maior taxa de absorção de água,

com valores de 10,69% e 15,62% respectivamente, e o agregado natural, a

menor, com valores de 0,42% e 1,22% respectivamente. Com valores

intermediários, tiveram-se os agregados reciclados de concreto e de

argamassa, sendo que, para os agregados reciclados de argamassa, o

agregado graúdo obteve uma maior taxa de absorção que o agregado

miúdo (9,52% e 4,13% respectivamente). Para os agregados reciclados de

concreto, ocorreu o contrário, ou seja, o agregado miúdo obteve uma

maior taxa de absorção que o graúdo (7,55% e 5,65% respectivamente); b) quanto à massa específica, observou-se que o agregado reciclado de

cerâmica vermelha apresentou as menores massas específicas, com valores

de 1,82 g/cm³ para o agregado graúdo e de 2,35 g/cm³ para o agregado Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

45

miúdo. Os maiores valores foram apresentados pelos agregados naturais,

com valores de 2,87 g/cm³ para o agregado graúdo e de 2,64 g/cm³ para

o agregado miúdo. Com valores intermediários tiveram-se os agregados

reciclados de concreto e de argamassa, com valores para os agregados

graúdos de 2,27 g/cm³ e 2,01 g/cm³ respectivamente, e com valores para

os agregados miúdos de 2,56 g/cm³ e 2,60 g/cm³ respectivamente; e c) quanto à massa unitária, para os agregados miúdos, a sequência obtida do

material de maior massa unitária para o de menor foi: agregado natural

(1,56 g/cm³); agregado reciclado de concreto (1,43 g/cm³); agregado

reciclado de argamassa (1,39 g/cm³); e agregado reciclado de cerâmica

vermelha (1,26 g/cm³). Para os agregados graúdos, também do material

de maior massa unitária para o de menor, o resultado obtido foi: agregado

reciclado de concreto (1,54 g/cm³); agregado reciclado de cerâmica vermelha

(1,46 g/cm³); agregado natural (1,44 g/cm³); e agregado reciclado de

argamassa (1,44 g/cm³).

De acordo com os dados experimentais, com relação à resistência à com-

pressão dos concretos com agregados reciclados, pode-se concluir que foi possível modelar o comportamento dessa propriedade, obtendo-se um modelo matemático que descrevesse o seu comportamento aos 28 dias, com um elevado coeficiente de determinação (R2 = 0,98), ao se variarem o tipo e o teor de substituição dos agregados graúdos e miúdos naturais pelos agregados reciclados de concreto, de argamassa e de cerâmica vermelha. O modelo determinado para representar a resistência à 46

compressão foi o da Equação 2, a seguir descrita. .[1- (0,338.rag + 0,152.ram + 0,275.rcg + 0,067.rcm + 0,371.rvg - 0,138.rvm)] (102,43 5,38 )

fc =

a/c

,

(2)

onde a/c = relação a/c; rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

fc (MPa)

60 55 50 45 40 35 30 25 20 15

a/c=0,60

0%

50%

100%

Teor de substiuição rag

rcg

rvg

ram

rcm

rvm

Figura 5 – Comportamento da resistência à compressão do concreto em função dos teores de substituição do agregado natural pelo reciclado, onde rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha

A Figura 5 apresenta o reflexo na resistência à compressão em função das variações na composição dos agregados de RCD, para um concreto de relação a/c igual a 0,60, estimado através do modelo da Equação 2, podendo-se verificar que: a) a substituição do agregado graúdo natural pelos agregados graúdos recicla

dos produziu um efeito maior sobre a resistência à compressão do que a

substituição do agregado miúdo; b) entre os agregados graúdos reciclados utilizados, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha exerceu a maior influência sobre essa propriedade, com

redução de 19%, para 50% de substituição, e de 38%, para 100% de substi-

tuição. O agregado reciclado de concreto exerceu a menor influência, com

redução de 14% e 28%, para 50% e 100% de substituição respectivamente; c) segundo o modelo obtido, tanto os agregados miúdos reciclados de

argamassa quanto os de concreto exercem pouca influência na resistência

à compressão dos concretos com eles produzidos, apresentando uma

redução de apenas 8% e 3%, respectivamente, para 50% de substituição, e

de 15% e 7%, respectivamente, para 100% de substituição; e d) é observado um incremento na resistência à compressão ao se substituir o

agregado miúdo natural pelo reciclado miúdo de cerâmica vermelha, Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

47

chegando a 7% de acréscimo na resistência, para 50% de substituição, e

14%, para 100% de substituição. O acréscimo na resistência, ao se usar

esse tipo de agregado, possivelmente é resultado das reações pozolânicas

que ocorrem, melhorando a matriz e a zona de transição entre a pasta e o

agregado, e consequentemente melhorando as propriedades mecânicas

dos concretos produzidos.

De acordo com os dados experimentais, com relação ao módulo de deformação

dos concretos com agregados reciclados, pode-se concluir que também foi possível modelar o comportamento do módulo de deformação, obtendo-se um modelo matemático que descrevesse o comportamento dessa propriedade aos 28 dias, com um elevado coeficiente de determinação (R2 = 0,99), ao se variarem o tipo e o teor de substituição dos agregados graúdos e miúdos naturais pelos agregados reciclados de concreto, de argamassa e de cerâmica vermelha. O modelo encontrado consta na Equação 3.

( 21,69 ).[1-(0,352.rag + 0,158.ram + 0,231.rcg + 0,110.rcm + 0,440.rvg - 0,113.rvm)] a/c

Ec =

0,5

, (3)

onde a/c = relação a/c; rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha.

A Figura 6 apresenta o reflexo no módulo de deformação em relação às variações na composição dos agregados de RCD, para um concreto de relação a/c 0,60, 48

estimado pelo modelo da Equação 3. Pode-se observar que: a) a substituição do agregado graúdo natural pelos agregados graúdos

reciclados também produziu um efeito maior sobre o módulo de deforma-

ção do que a substituição do agregado miúdo; b) entre os agregados graúdos reciclados utilizados, o agregado reciclado de

cerâmica vermelha também exerceu a maior influência sobre essa proprie-

dade, com redução de 22%, para 50% de substituição, e de 44%, para Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

100% de substituição. Da mesma maneira que, para a resistência à

compressão, o agregado reciclado de concreto também exerceu a menor

influência sobre o módulo de deformação, com redução de 12% e 23%,

para 50% e 100% de substituição respectivamente; c) para os agregados miúdos reciclados, os concretos confeccionados

comportaram-se de forma mais homogênea que os produzidos com os

agregados graúdos reciclados, uma vez que as perdas no módulo de defor-

mação apresentadas foram de 8%, 5% e 6%, para os concretos com 50%

de substituição dos agregados miúdos naturais pelos reciclados de

argamassa, de concreto e de cerâmica vermelha respectivamente. Para

100% de substituição, a perda no módulo de deformação foi de 16%, 11%

e 11% respectivamente, ou seja, resultados bastante similares; e d) os modelos propostos para a resistência à compressão e para o módulo

de deformação dos concretos com agregados reciclados apresentaram

valores que, quando correlacionados, obtiveram um bom coeficiente de

determinação (R2 = 0,80). A Equação 4 descreve a correlação encontrada

entre tais variáveis.

Ec = 0,43. fc + 9,33

(4)

36 a/c=0,60

Ec (GPa)

30 24

49

18 12 0%

50%

100%

Teor de substiuição rag

rcg

rvg

ram

rcm

rvm

Figura 6 – Comportamento do módulo de deformação em função dos teores de substituição do agregado natural pelo reciclado, onde rag = agregado graúdo reciclado de argamassa; ram = agregado miúdo reciclado de argamassa; rcg = agregado graúdo reciclado de concreto; rcm = agregado miúdo reciclado de concreto; rvg = agregado graúdo reciclado de cerâmica vermelha; e rvm = agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

De posse dos modelos propostos para se determinarem a resistência à compressão e o módulo de deformação dos concretos feitos com agregados reciclados, simulou-se o uso dos agregados reciclados de resíduo de construção e demolição de algumas cidades brasileiras na fabricação de concretos, com o intuito de se avaliar o desempenho desses concretos para as propriedades modeladas. As principais conclusões a respeito dessa simulação são: • para todas as propriedades estudadas, os concretos de mesma relação água/cimento e um mesmo tipo e teor de substituição apresentaram comportamento bastante similar, independentemente da origem dos agregados reciclados, como mostra a Figura 7. O teor de argamassa no RCD varia de 29,4%, em Maceió, para 65,5% em São Carlos. O teor de concreto varia de 4,5%, em São Carlos, para 42,7% em Salvador. O material cerâmico varia de 14,6% para 50,9%, de Salvador para Maceió respectivamente. A diferença percentual máxima obtida entre as resistências à compressão para os concretos simulados para um mesmo tipo de substituição e uma mesma relação água/cimento foi de 9,3%, 4,5% e 12,9%, para os concretos com 100% de substituição de agregado miúdo, 100% de substituição do agregado graúdo e

50

Resistência à compressão (MPa)

100% de substituição do agregado miúdo e graúdo respectivamente.

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 100% Miúdo

100% Graúdo

100% Graúdo e 100% Miúdo

100% Miúdo

0,45

100% Graúdo

100% Graúdo e 100% Miúdo

100% Miúdo

0,6

100% Graúdo

100% Graúdo e 100% Miúdo

0,75

Relação a/c e teor de agregado reciclado São Carlos/SP Porto Alegre/RS

Ribeirão Preto/SP Salvador/BA

Campina Grande/PB Maceió/AL

São Paulo/SP

Figura 7 – Resistência à compressão dos concretos feitos com agregados reciclados de RCD de algumas cidades brasileiras (CABRAL, 2007)

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Com base nos resultados expostos anteriormente, observa-se que o impacto causado nas propriedades do concreto pelas máximas variações nas composições dos agregados de RCD é relativamente pequeno, podendo ser incorporado em um coeficiente de segurança. Dessa forma, eliminar-se-iam ensaios complexos de controle das características do agregado, possibilitando seu uso no setor produtivo.

Uma vez contornado o grande entrave com relação ao uso do agregado de RCD, buscou-se definir componentes de construção que pudessem ser produzidos com esses agregados. Partiu-se da experiência prévia do nosso grupo de pesquisa (PETTERMANN et al., 2003) e do levantamento dos trabalhos desenvolvidos por outros pesquisadores.

Para realizar o estudo comparativo técnico/econômico dos componentes com RCD, foram dosados os concretos e produzidos, em laboratório, “pavers”, blocos de vedação e meio-fio, contemplando a substituição parcial da areia (20%) e total (100%) do pó de pedra por RCD, buscando-se o traço mais adequado para cada componente, a partir da melhor relação resistência/custo. Após, comparando-se componentes de mesmo desempenho mecânico, produzidos com e sem RCD, realizou-se uma análise de custos para os diferentes componentes (“pavers”, blocos de vedação e meio-fio), conforme consta na Tabela 12. Com base nesses dados, concluiu-se que o bloco de vedação é o componente que agregou maior vantagem econômica, sendo o mais promissor para ser desenvolvido a partir da reciclagem dos RCDs, seguido pelo bloco intertravado de concreto para pavimentação (“paver”). Deve-se levar em consideração a necessidade crescente da produção de blocos de concreto de vedação e estruturais, tanto para atender a programas de habitação para população de baixa renda como a empreendimentos imobiliários de médio e elevado padrão de acabamento.

Outro possível destino do RCD é a utilização como agregado para concretos e argamassas, que, comparado com o material similar disponível no mercado, traz uma redução de preço do agregado, podendo refletir em redução de custo do concreto.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

51

Com base nos resultados obtidos (Tabela 12), foi executada a transferência tecnológica por meio de treinamento prático e monitoramento inicial de todo o processo de produção de “pavers” em escala real, em uma indústria de pré-moldados.

Tabela 12 – Análise de custo de artefatos de cimento com e sem utilização de RCD

“Pavers”

Bloco de vedação

Meio-fio

Sem RCD

Com RCD

Sem RCD

Com RCD

Sem RCD

Com RCD

Cimento (R$/m³)

165,50

165,50

75,60

75,60

75,60

75,60

Areia (R$/m³)

13,50

11,30

18,30

15,40

18,70

15,70

Pó de pedra (R$/m³)

6,00

1,20

10,00

2,00

0,60

0,10

Pedrisco (R$/m³)

13,40

13,40

6,20

6,20

13,60

13,60

-

-

-

-

6,00

6,00

198,40

191,40

110,10

99,20

114,50

111,00

Brita 1 (R$/m³) Custo Total de Materiais (R$/m³)

Valores estabelecidos baseados nos preços de mercado na cidade de Porto Alegre, em 2005.

O estudo foi realizado na empresa Oliveira Indústria de Concretos, localizada em Sapucaia do Sul, RS, mediante a produção de blocos de pavimentação do tipo “Unistein”, com 80 mm de espessura nominal, utilizando-se diferentes traços de concreto.

52

(a)

(b)

Figura 8 – Produção dos “pavers” com agregados reciclados: (a) equipamento de vibroprensagem e (b) aspecto final dos “pavers”

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Os traços dos concretos produzidos para a fabricação dos blocos de pavimentação foram obtidos a partir da realização de um estudo experimental em laboratório, com agregados reciclados, e a partir do proporcionamento usualmente utilizado pela empresa Oliveira, substituindo-se agregados naturais, graúdo ou miúdo, por agregados reciclados. As fotos da Figura 8 mostram a produção dos “pavers” com agregados reciclados.

Foram produzidos “pavers” com agregado miúdo natural e agregado graúdo reciclado (pedrisco reciclado) – misturas 1 e 3 – e com agregado miúdo reciclado e agregado graúdo natural – mistura 2. O agregado graúdo reciclado foi pré-molhado antes da mistura com 7% de água em relação à massa de agregado por um período de 15 min.

A Tabela 13 apresenta os traços utilizados na produção dos “pavers”.

Tabela 13 – Traços das misturas produzidas

Traço unitário (em massa) Cimento

Cinza volante

Agregado miúdo natural

1

1

-

2,32

2

1

0,50

-

7,47

1,65

3

1

0,50

7,47

-

-

Mistura

Areia reciclada

Pedrisco natural

Teor de argamassa (%)

C (kg/m³)

-

1,40

-

84

195

1,41

86

Pedrisco reciclado

-

Observação: A quantidade de água das misturas foi ajustada para a obtenção de concretos com características reológicas que possibilitassem a moldagem, com o melhor acabamento possível.

De cada mistura produzida foram ensaiados blocos de pavimentação para a determinação da resistência à compressão, segundo a NBR 9780 (ABNT, 1987b), e absorção de água, em analogia à NBR 9778 (ABNT, 2005). Os ensaios foram realizados no Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec).

A fim de comparar os resultados dos “pavers” confeccionados com agregados reciclados e os obtidos com agregados naturais, também foram ensaiados “pavers” produzidos pela empresa. A Tabela 14 apresenta os resultados obtidos.

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

53

Tabela 14 – Traços das misturas produzidas

Resistência característica à compressão - fpk (MPa)

Absorção de água (%)

33,5

4,7

Mistura 1 Mistura 2

17,7

10,0

Mistura 3

23,1

2,5

Traço convencional

33,9

4,7

A Figura 9 mostra os blocos ensaiados.

Figura 9 – Blocos de pavimentação ensaiados

4 Considerações finais 54

Com base nos resultados obtidos expostos anteriormente, pode-se concluir que é viável técnica e economicamente produzir concreto a partir da substituição de agregados naturais por agregados reciclados de resíduos de construção e demolição.

Um dos grandes gargalos, que é a variabilidade da composição e da densidade dos agregados de RCD, pode ser solucionado mediante a adoção de um coeficiente de segurança que contemple os reflexos dessa variabilidade nas propriedades do concreto. Com tal variabilidade nas propriedades, os diferentes modelos desenvolvidos nesta pesquisa mostraram ser, para a resistência à compressão, de, no máximo, Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

9,3%, 4,5% e 12,9%, para os concretos com 100% de substituição de agregado miúdo, 100% de substituição do agregado graúdo e 100% de substituição do agregado miúdo e graúdo respectivamente. Dessa forma, eliminar-se-iam ensaios complexos de controle das características do agregado, possibilitando seu uso no setor produtivo. Cabe ressaltar que o comportamento do concreto com agregados reciclados não pode ser previsto por meio da composição ou da densidade desses agregados, uma vez que, dependendo da propriedade considerada, ambos ou até outros aspectos influenciam no comportamento. Das propriedades avaliadas, somente o módulo de deformação apresentou relação apenas com a densidade; as demais foram influenciadas por diversas características dos agregados.

Do ponto de vista de transferência tecnológica, constatou-se que é possível a utilização desses resíduos sem alterar significativamente o processo, com ganhos econômicos e ecológicos.

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Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

55

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59

Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS

José Mario Doleys Soares é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestre em Engenharia Civil (1985) e doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), especialista em Agente de Inovação Tecnológica (2007) pela UFSM. Atualmente é professor de graduação e de mestrado em Engenharia Civil da UFSM e pesquisador/assessor do Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC). Atua nas áreas de geotecnia, materiais, componentes e patologia de construções.

3.

Marcus Daniel Friederich dos Santos é engenheiro civil (1995) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestre em Engenharia Civil (1999) pela UFSM, doutorando em Engenharia Civil na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua como professor e pesquisador do curso de Arquitetura e Urbanismo na Universidade de Santa Cruz do Sul e consultor em alvenaria estrutural.

60

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

3.

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos José Mario Doleys Soares e Marcus Daniel Friederich dos Santos

1 Introdução

O

déficit habitacional é uma questão preocupante e de grande amplitude em nosso país. Uma grande parcela da população vive em submoradias. A pequena capacidade de atendimento à demanda, por parte de

programas habitacionais, especialmente para faixa salarial de até três salários mínimos, tende a agravar essa situação, já calamitosa. Conforme divulgação feita pela Fundação Getúlio Vargas, o déficit habitacional em 2006 era de 7,96 milhões de moradias (GARCIA; DIAS, 2007).

A habitação de interesse social pressupõe a fixação de padrões mínimos e de padrões máximos de habitabilidade, mas sem dúvida nenhuma a primeira dificuldade está precisamente em definir esses padrões, pois a exigência do usuário depende de vários fatores como nível cultural, percepção, possibilidades, país e região (MITIDIERI Fº; HELENE, 1998; ZENHA, 1997).

O conceito de habitação de interesse social é dependente das condições de espaço e de tempo em que é formulado, mas está relacionado com o atendimento das necessidades de habitação da população de baixa renda (SOARES, 2007).

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

61

A partir da década de 1960, ocorreu um desenvolvimento acelerado da indústria brasileira de materiais de construção civil, em decorrência de políticas habitacionais (criação do Banco Nacional de Habitação – BNH), que atraiu investimento privado. Disso resultou a introdução de uma série de novos materiais, componentes e sistemas construtivos no mercado. Entretanto, fatores de qualidade e produtividade foram negligenciados (ZENHA, 1988).

Embora a ação do BNH fosse falha em muitos pontos, com sua extinção a moradia popular ficou órfã, passando por vários ministérios e secretarias, sem que se conseguisse definir com clareza um padrão de política a ser implementado (CARDOSO; RIBEIRO, 2002).

Um novo modelo de financiamento, de inspiração clientelista, se estabeleceu desde o final dos anos 80, com base no apoio a projetos desenvolvidos sob iniciativa local, de governos municipais progressistas comprometidos com políticas sociais e com a democratização da gestão local. Os governos municipais, ao assumirem o vácuo deixado pela não-política federal, vêm gerando um novo padrão descentralizado de política pública, com alto grau de inovação, que vem se firmando como uma alternativa válida e desejável (CARDOSO; RIBEIRO, 2002).

Na década de 1980, na busca do atendimento da demanda e redução de custos, foi consolidada a industrialização da construção com a introdução massiva de novos sistemas construtivos (pré-fabricação, mecanização e produção em escala).

Os principais entraves foram a falta de tecnologia nacional e a importação dos sistemas, que gerou problemas relacionados a projeto e à produção em escala, e o 62

consequente retorno ao processo tradicional de produção (SOARES, 2007).

Nos últimos anos, lançou-se no mercado uma série de inovações tecnológicas que pretendem trazer soluções para as expectativas de mercado. Entretanto, em alguns casos, por se tratar de inovações que nunca foram utilizadas, não há comprovação das vantagens alegadas pelos fabricantes (SABADINI; SABBATINI, 2004). Órgãos financiadores do segmento habitacional, como a Caixa Econômica Federal (CEF), têm adotado um conjunto de critérios rigorosos para a aprovação Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

de sistemas construtivos inovadores (segurança estrutural e ao fogo, durabilidade, estanqueidade à água, conforto térmico e acústico, entre outros).

A inovação, segundo Bonin e Amorin (2006), está diretamente relacionada com uma transformação do ambiente de produção, seja pela introdução de um novo produto ou serviço, seja pela mudança de processos ou técnicas de gestão.

A inovação tecnológica, no processo de produção de uma unidade habitacional, pode ser considerada como um aperfeiçoamento resultante de atividades de pesquisa e de desenvolvimento, internas ou externas à empresa, aplicado ao processo de produção, objetivando a melhoria do desempenho, da qualidade da unidade ou de parte dela (BARROS, 1996).

Sayegh (2002) e Soares (2007) fazem revisões bibliográficas sobre inovações tecnológicas em habitações de interesse social em que mencionam diversas pesquisas e experiências nacionais (e.g. CÉSAR; ROMAN, 2006; SATLER, 2003; SOARES et al., 2006; SZUCS, 2006).

Na busca de soluções para o déficit habitacional com utilização de materiais regionais e processos construtivos viáveis para um município de médio porte, a Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, no RS, desenvolveu na década de 1990 um sistema construtivo constituído de pilares e de placas pré-moldadas de concreto utilizando resíduo de borracha proveniente de recauchutagem de pneus na mistura para a confecção das placas. A ênfase está na produção de unidades habitacionais de custo reduzido, voltada a atender às famílias menos favorecidas que ocupam lugares inadequados para habitar.

63

Associado à questão habitacional, contempla também a preservação ambiental, pois a utilização do resíduo colabora na preservação do meio ambiente, mediante a destinação de um rejeito que é depositado em lixões. Além disso, há a redução no custo, pois o resíduo não tem valor comercial.

O caráter social do projeto é outra característica marcante sob dois aspectos: a) para a fabricação das placas e pilares da habitação, é utilizada mão de obra carceráAprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

ria, que é importante para a ressocialização do apenado, além de baratear a mão de obra na fabricação dos pré-moldados; e b) o envolvimento da família contemplada, que tem por base a filosofia de mutirão. A participação do proprietário na construção da habitação é uma forma de vínculo e valorização que se institui entre o bem adquirido e o proprietário.

Pessoas com moradias mais bem estruturadas começam a reestruturar sua autoestima e imagem, o que provoca um despertar da cidadania.

Este projeto objetivou contribuir para o aprimoramento do sistema construtivo desenvolvido pela Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, que já tinha construído 241 unidades habitacionais isoladas, com idades de 1 a 7 anos de uso.

2 Metodologia A metodologia compreendeu uma avaliação do já existente – materiais, processo construtivo e unidades construídas – e proposição de melhorias. A sequência do estudo compreendeu etapas e metas como: avaliação pós-ocupação (APO) das unidades construídas através de vistorias detalhadas e aplicação de questionário junto aos moradores; propostas de novas tipologias e projetos; dosagens e novos traços e ensaios químicos (análise de contaminantes); moldagens e ensaios de componentes e paredes com diferentes espessuras (resistência, acústica, térmica, estanqueidade à água, resistência ao fogo); construção de um protótipo e de uma maquete; análise do protótipo em relação aos projetos e ensaios (medição de temperatura, ensaios 64

de impacto, avaliação diante de intempéries como sol e chuva); elaboração de um manual de construção e de um DVD com animações sobre todo o sistema construtivo; e análise crítica final do sistema construtivo. Os itens a seguir apresentam o desenvolvimento e os resultados da pesquisa.

2.1 Avaliação pós-ocupação Inicialmente foi realizado um estudo do sistema construtivo e elaborado um questionário de avaliação pós-ocupação das 241 casas, construídas em 6 conjuntos haColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

bitacionais na região da periferia da cidade de Santa Cruz do Sul, no RS. Foi definida uma amostra de 27% das habitações existentes, o equivalente a 58 residências. Desse universo 60,34% possuem 60 m² e 39,66% possuem 40 m², no projeto original.

No período em que foi realizada a avaliação, existiam conjuntos habitados com idades entre 1 e 7 anos.

As casas de 40 m² (Figura 1) eram entregues com peça única (quatro paredes e sem divisórias), forro em isopor, piso em cimento bruto, sem revestimento interno das paredes, instalações elétricas e hidráulicas aparentes, cobertura metálica (zinco) e estrutura de telhado em metal, que, com o tempo, em função da redução de custos, foi trocado por madeira. Já as de 60 m² possuíam divisórias e forro em madeira, piso em cimento bruto, sem revestimento interno das paredes, instalações elétricas e hidráulicas aparentes, cobertura por vezes metálica e outras em fibrocimento, com estrutura do telhado em madeira.

65 Figura 1 – Fachada da casa de 40 m²

Todos os loteamentos ficam distantes do centro da cidade, na opinião dos moradores, não possuindo boa infraestrutura (pavimentação e praças), tendo somente iluminação pública, abastecimento de água e coleta de lixo adequados.

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Quanto ao transporte coletivo, segundo os moradores, é considerado insuficiente em relação a horários. A rede de esgoto é com fossa e filtro, e posteriormente ligada à rede pluvial.

O acesso a serviços, trabalho, saúde, educação e lazer foi considerado ruim pelos moradores, em função da inexistência de estrutura ou da distância.

Segundo a avaliação feita pelos moradores, por meio de opinião em entrevista, quanto ao desempenho estrutural, as placas e os pilares não sofreram maiores danos. Já os montantes de madeira utilizados nos banheiros apodreceram com facilidade (Figura 2). Observou-se que não existem reclamações quanto à passagem de água das chuvas pelos encaixes das placas e dos pilares.

Figura 2 – Umidade nas placas do banheiro

66

Nas esquadrias, todas em ferro, observou-se a má qualidade dos materiais empregados, acarretando problemas de ferrugem, quebra de ferragens e mau fechamento delas, trazendo insegurança aos moradores.

As instalações elétricas e hidráulicas, apesar de serem aparentes, não apresentaram problemas quanto a seu funcionamento e quantidade de pontos.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

A maioria das casas teve alterações de seu espaço físico interno, realizadas por iniciativa dos moradores, através de divisórias feitas em madeira, criando com isso áreas separadas para quartos. Algumas casas sofreram ampliações na parte externa, em sua maioria realizadas pelos próprios moradores, seja para ampliar a cozinha ou para criar um novo quarto.

Os pontos positivos da habitação apontados pelos entrevistados foram: não pagar aluguel; as paredes e estruturas não serem de madeira; e boa ventilação.

Já os pontos negativos dizem respeito a: esquadrias (durabilidade e funcionamento); tamanho das peças (cozinha e quarto); temperatura dentro da casa em dias de temperaturas extremas; localização distante em relação ao centro da cidade (média de 10 km); banheiro externo; e cobertura de telhas de zinco.

Ao ser questionada, na entrevista, sobre a aparência da casa, a maioria considerava boa e gostava de morar nesse tipo de habitação, bem como estava satisfeita com a moradia.

A Tabela 1 apresenta uma síntese de outros aspectos relacionados à APO. Tabela 1 – Resumo de itens complementares da APO

ITEM

RESULTADO

Origem da família

Aluguel = 46%; Moravam de favor = 45%; Área de risco = 9%

Dimensões dos lotes

Testada = 8 m a 13 m; Profundidade = 10 m a 30 m

Construção por mutirão

Sim = 62%; Não = 38%

Renda familiar (R$)

Até 3 salários mínimos = 86%; Mais de 3 salários = 14%

Faixa etária

Até 18 anos = 48%; 18 a 60 anos = 49%; Mais de 60 anos = 3%

Conforto no inverno

Muito bom = 14%; Bom = 50%; Ruim = 36%

Conforto no verão

Muito bom = 10%; Bom = 52%; Ruim = 38%

Divisórias

Madeira = 52%; Alvenaria = 17%; Placas = 2%, Sem divisória = 29%

2.2 Propostas de tipologia A partir dos resultados obtidos na avaliação pós-ocupação foram propostos novos projetos de habitações considerando as mudanças sugeridas e necessárias para o melhor conforto e a satisfação dos moradores, bem como o cumprimento da legisAprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

67

lação vigente nos quesitos iluminação, ventilação e demais itens que se destinam a regular as edificações.

Para a elaboração dos projetos propostos para as edificações foram considerados, entre outros itens, o aumento da espessura das placas de 3 cm para 5 cm, banheiro interno e próximo à cozinha para economia das instalações hidrossanitárias, colocação de forro, substituição das esquadrias metálicas por esquadrias de madeira, vedação entre as placas com argamassa, disposição dos pilares e cantoneiras metálicas, de modo a evitar montantes de madeira em áreas molhadas, aumento dos beirais, cobertura com telhas onduladas de fibrocimento (sem amianto) em duas águas com orientação frente–fundo e divisórias internas de placas de concreto.

Foram elaborados projetos completos para edificações de 29,13 m², 29,28 m², 44,32 m² e 59,60 m², considerando a possibilidade de construção das edificações em fita e/ou geminadas.

Nas Figuras 3 a 9 são apresentadas algumas plantas relativas aos projetos desenvolvidos, que, por questão de espaço, não podem ser aqui detalhados, mas constam do relatório final do projeto.

68

(a)

Figura 3 – Planta baixa humanizada – (a) Área total: 29,13 m² , (b) Área total: 29,28 m²

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

(b)

Figura 4 – Planta baixa humanizada – Área total: 44,32 m²

69

Figura 5 – Planta baixa mobiliada – Área total: 44,32 m²

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Figura 6 – Fachada – Área total: 44,32 m²

70

Figura 7 – Planta baixa de locação dos pilares – Área total: 44,32 m²

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Figura 8 – Corte BB’ – Área total: 44,32 m²

71

Figura 9 – Planta baixa humanizada – Área total: 59,60 m²

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

2.3 Estudo de dosagens e análise química Para estudar as dosagens adequadas para a produção das peças pré-moldadas, foram utilizados cimento CP-V, por ser mais adequado para pré-moldados, areia com diâmetro médio de 4,8 mm, resíduo de borracha com granulometria indicando 20%, com diâmetro acima de 3,0 mm, d50 igual a 5,0 mm e d80 igual a 9,0 mm, britas 0 e 1.

Na Figura 10 são apresentados os resultados dos ensaios de resistência à compressão para diferentes traços (cimento:areia:borracha). O traço 1:2:0,5 apresenta um bom equilíbrio entre a resistência à compressão e o baixo consumo de cimento, sendo definido como traço para placas de 3,0 cm de espessura.

20

MPa

15 10

12,73

12,72

10,67 10,98

10,61

8,57 7,08

8,6

5 0

3,13 3,17

1:1:1

1:1:0,5

1:2:1

1:2:0,5

1:2:2

Traço 7 dias

72

28 dias

Figura 10 – Teste de resistência à compressão (CP-V)

Em função da avaliação pós-ocupação quanto ao conforto térmico e de ensaios acústicos que indicaram 21 dB para placas sem rejuntamento, optou-se por adotar placas com espessuras de 5,0 cm e rejuntamento. A adição de britas 0 e 1 no estudo de novos traços, conforme mostra a Figura 11, levou à adoção do traço 1:2:2:0,5 (cimento:areia:brita 1:borracha) para a produção de placas de 5,0 cm de espessura.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Resistência (MPa)

20 15

14,31

14,38 11,99

12,48

1:2:1,5:0,5 brita 0

1:2:2:0,5 brita 0

10 5 0

1:2:1,5:0,5 brita 1

1:2:2:0,5 brita 1

Traço

Figura 11 – Teste de compressão aos 28 dias

Foram avaliadas as características de hidrofilicidade da borracha, da mobilidade de compostos químicos e características microbiológicas nos compósitos.

Especificamente, nessa parte do projeto buscou-se determinar as propriedades físico-químicas do material compósito, analisando a mobilidade de elementos por meio de ensaios de solubilidade e lixiviação, assim como a influência do tratamento superficial da borracha sobre as propriedades mecânicas do concreto produzido.

Para estudar o comportamento das placas de concreto com resíduos de borracha como material agregado, dois tipos de corpos-de-prova (CP) foram confeccionados. O primeiro tipo continha cimento, areia e borracha no traço 1:2:0,5, e o segundo, composto de cimento, areia, brita 1 e borracha, de acordo com o traço 73

1:2:2:0,5.

Os efeitos da borracha e de sua hidrofilicidade, sobre o comportamento das placas de concreto, foram estudados mediante o tratamento superficial dela com soluções de ácido sulfúrico (H2SO4) e soda cáustica (NaOH) em diferentes concentrações. Os resultados desses tratamentos foram avaliados por meio de ensaios de resistência à compressão axial. Para efeitos de comparação também foram confeccionados corpos-de-prova com o traço com borracha sem tratamento.

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Os resultados indicam que o tratamento com soda cáustica 1 molar aplicado à borracha modifica a resistência do compósito areia:cimento:resíduo de borracha. O material apresentou uma resistência à compressão aos 90 dias de 22,28 MPa. Comparando-se com o material com borracha sem tratamento, cuja resistência à compressão após 90 dias foi de 15,11 MPa, pode-se verificar um aumento de 7,17 MPa. Assim sendo, esse foi o tratamento escolhido para a confecção dos corpos-de-prova de areia:cimento:resíduo de borracha. Para os corpos-de-prova de areia:cimento:resíduo de borracha:brita, entretanto, a adição de borracha tratada não acarretou nenhum aumento na resistência à compressão quando comparado com o material com a borracha sem tratamento.

O teste microbiológico realizado na amostra (areia : cimento : resíduo de borracha : brita) sem tratamento apresentou a presença de NMP de coliformes termotolerantes < 20 mg/L -1 e de NMP de coliformes totais < 20 mg/L -1, demonstrando assim que o compósito não apresenta nenhuma contaminação microbiológica.

A Figura 12 mostra os resultados de microscopia eletrônica com uma amostra contendo cimento, areia e resíduo de borracha sem tratamento. Observase que não existe uma interação entre a borracha e a matriz de concreto, e sim apenas encapsulamento. A análise realizada no compósito com tratamento apresenta maior aderência entre a borracha e a matriz de cimento, o que pode ser observado na Figura 13.

74

Figura 12 – Borracha encapsulada

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Figura 13 – Aderência com a matriz de cimento

Os resultados do teste de lixiviação – NBR 10005, com o compósito areia:cimento:resíduo de borracha:brita, mostram que todos os elementos têm suas concentrações abaixo do limite máximo estabelecido pela norma, demonstrando assim que o compósito não lixivia nenhum contaminante para o meio ambiente.

A adição desse resíduo não apresenta nenhuma periculosidade para o meio ambiente e para a saúde, uma vez que não mobiliza metais pesados, nem contribui com micro-organismos.

2.4 Ensaios de laboratório em paredes A avaliação, em laboratório, de paredes construídas com placas e pilares compreendeu ensaios de resistência à compressão dos pilares, isolação sonora, estanqueidade à água e impactos de corpo mole e corpo duro.

Para a avaliação da isolação sonora foram realizados dez ensaios em câmara reverberante, com padrões internacionais de qualidade, do Laboratório de TermoAcústica da UFSM, observando todas as recomendações da ISO 140. A Figura 14 mostra detalhe de uma parede na câmara de ensaio.

Figura 14 – Parede vista da câmara de emissão

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

75

A Tabela 2 apresenta uma síntese dos resultados dos ensaios que foram realizados para paredes com 30 mm e 50 mm de espessura e diferentes condições de vedação, revestimento e abertura.

Os resultados dos ensaios demonstraram claramente a deficiência da isolação sonora do sistema construtivo com relação à estanqueidade ao ar, apenas 21 dB, conforme a Tabela 2. O aumento do isolamento torna-se mais significativo a partir da completa vedação e estanqueidade do conjunto pela utilização de argamassa de assentamento e rejunte dos painéis, com um ganho na isolação de 15 dB (Tabela 2) em relação à situação sem vedação.

Tabela 2 – Ensaios de isolação sonora

Espessura da placa (mm)

30

50

76

Condição da parede

Isolação sonora (dB)

Simplesmente encaixados

21

Juntas vedadas com fita-crepe

27

Assentados e rejuntados com argamassa

36

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri

40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri e janela com vidro e veneziana

26

Simplesmente encaixados

22

Juntas vedadas com fita-crepe

26

Assentados e rejuntados com argamassa

40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri

40

Assentados e rejuntados com argamassa e revestimento de lambri e janela com vidro e veneziana

26

A adoção do revestimento interno com lambri de pínus melhorou ainda mais o isolamento, porém a simples colocação de uma janela comprometeu novamente o isolamento do conjunto, confirmando que a falta de estanqueidade constitui-se no principal fator de influência negativa para a obtenção de níveis aceitáveis de isolamento sonoro.

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A comparação entre os resultados dos ensaios para placas de 30 mm e 50 mm de espessura não indicou diferença significativa, demonstrando a deficiência da isolação sonora devido à estanqueidade ao ar.

A avaliação de paredes quanto a impactos de corpo mole e corpo duro (esfera com massa de 500 g) foi realizada no Laboratório de Materiais da Universidade de Santa Cruz do Sul (Unisc), segundo procedimentos recomendados pela ABNT MB-3256, em paredes com espessura de 30 mm e traço 1:2:0,5. Os resultados indicaram que a parede atende aos critérios quanto ao impacto de corpo duro, mas para o ensaio de corpo mole houve ruptura da placa para a energia de impacto de 360 J, correspondente à altura de queda de 90 cm do saco padrão de massa de 40 kg. Esse resultado levou à decisão de aumentar a espessura da parede para 50 mm e melhorar o traço com adição de brita e redução da adição de resíduo. Mais detalhes sobre os ensaios são apresentados nos ensaios do protótipo.

Figura 15 – Ensaio de estanqueidade à água

O ensaio de estanqueidade à água em paredes montadas em laboratório foi realizado na Fundação de Ciência e Tecnologia do RS (Cientec), ensaio que consiste em testar uma superfície de 1,0 m2 de parede exposta à ação combinada de filme de água e pressão de ar (Figura 15). Os ensaios foram realizados em épocas diferentes e em paredes sem pintura, condição desfavorável: um ensaio foi realizado em 1999, no sistema anterior a este estudo, em parede sem rejuntamento das placas e resultou em escoamento pelas juntas, tendo sido, portanto, reprovado. Durante este estudo Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

77

foram feitos dois ensaios pela Cientec utilizando placas de 5,0 mm de espessura com rejuntamento das placas, aplicando-se a mesma metodologia. Um dos ensaios foi totalmente aprovado, e no segundo ocorreu vazamento de água por uma junta, indicando deficiência no rejuntamento, talvez pela pouca experiência dos montadores das paredes, que eram auxiliares de laboratório. Na APO, todos os moradores entrevistados afirmaram que não tiveram problemas de infiltração de água pelas paredes.

2.5 Construção do protótipo e elaboração de manual e DVD Para a comprovação da eficiência e a melhoria no aprimoramento das moradias foi construído um protótipo de uma casa. Para essa construção foi escolhido o projeto arquitetônico de 44,32 m² com 2 dormitórios, sanitário e sala integrada com a cozinha, além de uma pequena área de serviço, conforme as Figuras 4 a 8. A Figura 16 mostra a posição dos pilares a partir da planta baixa da Figura 7.

78

Figura 16 – Posição dos pilares em planta – 44,32 m²

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A residência serviu como protótipo das qualidades arquitetônicas, estruturais e térmicas. Todos os dados antes englobados, apenas em dimensões 2D, passaram a ser conferidos e analisados no ponto de vista 3D. A primeira etapa constituiu-se na fabricação das placas de concreto e borracha e de pilares pelos apenados no presídio municipal (Figura 17), sob a orientação de técnicos. Paralelamente a essa etapa, começaram as obras no terreno, entre as quais fundação, viga e contrapiso. Após essa etapa, passou-se à colocação dos pilares que servem de estrutura para a moradia e para as placas, que, em seguida, são encaixadas, conforme Figuras 18 a 22.

Por fim, após a colocação de cinco placas na vertical, para vencer a altura estipulada de 2,55 m, foi feita a cinta de amarração e posteriormente a colocação da cobertura da casa (Figuras 23 a 25).

A maior parte da casa possui aberturas de madeira, e somente na área da cozinha e do banheiro as aberturas são metálicas.

Ao final da obra foi desenvolvida uma maquete ilustrativa do projeto (Figuras 26 e 27), além de um modelo tridimensional com detalhamentos construtivos, um manual prático de construção e um DVD com animação, e elaborado o memorial descritivo de procedimentos e especificações técnicas relatando cada passo de execução da obra.

79

Figura 17 – Confecção das placas

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Figura 18 – Marcação e fundações

Figura 19 – Montagem da viga baldrame

80

Figura 20 – Detalhe do encaixe dos pilares

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Figura 21 – Contrapiso pronto

Figura 22 – Posicionamento dos pilares

81

Figura 23 – Telhado e início das paredes

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Figura 24 – Montagem das paredes

Figura 25 – Protótipo pronto

82

Figura 26 – Maquete

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Figura 27 – Detalhe da maquete

2.6 Ensaios no protótipo No protótipo de habitação foram realizados ensaios de impactos ABNT MB-3256 de corpo mole e corpo duro, e medições de temperatura interna e externa ao longo do tempo.

As Figuras 28 e 29 mostram detalhes do ensaio de impacto de corpo mole.

As Tabelas 3 e 4 apresentam os resultados de ensaio de impacto, para parede sem função estrutural, realizados no protótipo. Pode-se observar nessas tabelas que os resultados de ensaio atendem às exigências fixadas nas normas da ABNT.

83

Figura 28 – Altura de impacto

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

Figura 29 – Medição das deformações

Tabela 3 – Resultados de ensaio de corpo duro no protótipo

Exigências

H (cm)

Energia (J)

DI (mm)

DR (mm)

15

60

0,0

0,0

30

120

2,0

0,0

4,5

45

180

5,0

0,0

-

60

240

6,3

90

360

120

480

DI (mm)

DR (mm)

Ensaio

Observações

Observações

Sem nenhum dano

Sem nenhum dano

-

Sem nenhum dano

Sem nenhum dano

1,1

Sem nenhum dano

Sem nenhum dano

1,0

Sem nenhum dano

Sem nenhum dano

8,3

1,0

Admitidas fissuras, escamações e outros danos

Sem nenhum dano

11,8

2,0

Admitidas fissuras, escamações e outros danos

Trinca na placa

84

H = Altura de queda; DI = Deformação instantânea; DR = Deformação residual

Tabela 4 – Resultados de ensaio de corpo duro no protótipo

H (cm)

Energia (J)

75

3,75

500

20,0

Exigências Não sofrer fissuras, escamações, delaminações ou qualquer outro tipo de dano -

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Ensaio Marcas superficiais quase imperceptíveis Marca com 0,1 mm

Figura 30 – Ensaio de corpo duro

O monitoramento das temperaturas externa e interna do protótipo foi feito utilizando-se o equipamento denominado HOBO “Temperature Data Logger”. Para isso, fixaram-se os HOBOs na parte externa, na altura de aproximadamente 3 m, direcionando para o lado sul e com proteção do beiral, e na parte interna da mesma placa, na altura aproximada de 2,60 m.

Os HOBOS foram programados para armazenar as medidas durante 13 dias, em intervalos de 5 min, sendo realizadas medições em sete períodos, compreendendo verão e inverno.

A Tabela 5 mostra os resultados máximos e mínimos das temperaturas interna e externa para os períodos de medição. Observa-se nesta tabela que ocorreram variações máximas de 6,5 ºC e 2,3 ºC entre as temperaturas externa e interna respectivamente, para o período de verão, e de 1,6 ºC e 2,4 ºC, para o período de inverno.

Tabela 5 – Temperaturas máximas e mínimas medidas

Protótipo

Temperatura interna (ºC)

Temperatura externa (ºC)

Máxima

Mínima

Máxima

Mínima

Verão

37,44

21,33

43,91

16,00

Inverno

29,50

7,83

27,91

5,40

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

85

A Figura 31 mostra variações das temperaturas interna e externa registradas no protótipo no período de verão.

34 32

Temperatura ºC

30 28 26 24 22

8

8

00

/1

/2

8

00 /2

/1 15

16

8

00

/1

/2

8

00 /2

/1 13

14

8

00

12

/1

/2

8

00

00 11

/1

/2

08 10

/1

/2

08

20 1/

9/

08

20 1/

8/

20 1/

08

Interno Verão

7/

08

20 1/

6/

08

20 1/

5/

20

20 1/

4/

3/

1/

08

20

Externo Verão

Figura 31 – Temperatura média diária no mês de janeiro de 2008 – Protótipo

3 Considerações finais O estudo proporcionou a avaliação e melhorias em um sistema construtivo que apresenta dois aspectos importantes: a) ambiental – utilização de resíduos de pneus na composição do traço; e b) social – emprego de mão de obra carcerária na produção dos componentes pré-fabricados e regime de mutirão na construção das unidades habitacionais, em que a participação do futuro morador gera vínculo e valorização do bem adquirido.

A avaliação pós-ocupação permitiu identificar, através de vistorias e de respos86

tas dos moradores, uma série de deficiências (durabilidade das esquadrias, banheiro fora da casa, cobertura de zinco) e pontos positivos (não pagar aluguel, boa ventilação, não ser de madeira) do sistema construtivo que nortearam o desenvolvimento das atividades do projeto.

O desenvolvimento de propostas tipológicas e de projetos detalhados (29,13 m 2 a 59,60 m2) contemplou melhorias como alternativas, adequação e modulação arquitetônica, disposição dos pilares de maneira a não ter montantes de madeira Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

no banheiro, divisórias internas, forro, banheiro interno, beirais, vedação das juntas e instalações elétricas embutidas nos pilares.

O estudo dos materiais e componentes possibilitou o desenvolvimento de novos traços mais resistentes (1:2:2;0,5 – cimento:areia:brita 1:resíduo), placas mais espessas (5,0 cm), estudos químicos e biológicos que indicaram não ocorrer mobilidade de compostos químicos, nem contaminação biológica. A avaliação acústica mostrou a importância do rejuntamento das placas com argamassa e nível de isolação sonora adequado.

Os ensaios de estanqueidade à água, o acompanhamento do protótipo exposto a chuvas e ventos e as respostas dos moradores confirmam não haver problemas de estanqueidade.

A construção do protótipo permitiu analisar a qualidade e os ajustes dos projetos arquitetônicos e complementares e desenvolver um manual construtivo e um DVD com animações tridimensionais do sistema.

Os testes no protótipo, construído com placas de espessura de 5,0 cm, indicaram atendimento aos requisitos de segurança a impactos de corpo mole e corpo duro. As medições de temperatura, em períodos de verão e de inverno, mostraram pequenas diferenças de temperatura entre o interior e o exterior do protótipo. Esse é um fator limitante que está relacionado com a espessura da placa e com a vedação das aberturas. Na APO, para paredes de placas de 3,0 cm, 63% dos moradores consideram bom e muito bom o conforto térmico ao longo do ano.

Uma linha a ser estudada é a produção de blocos com esse compósito para uso em projetos racionalizados, utilizando a metodologia de modulação empregada em alvenaria estrutural.

Estudos de resistência ao fogo ainda não foram executados, em face da montagem do equipamento, que está em fase final e testes.

Ao ser questionada sobre a aparência da casa, a maioria dos entrevistados considerava boa e gostava de morar nesse tipo de habitação, bem como estava satisfeita com a moradia.

Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

87

Na opinião dos moradores todos os loteamentos ficam distantes do centro da cidade, não possuindo boa infraestrutura, com transporte coletivo e acesso a serviços, trabalho, saúde, educação e lazer deficientes. Essas questões, certamente, devem ser preocupação constante quando do planejamento de conjuntos habitacionais.

Agradecimentos A equipe de projeto agradece o apoio/financiamento das seguintes entidades: Financiadora de Estudos e Projeto (Finep), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Universidade de Santa Cruz do Sul (Unisc), Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência (Fateciens) e Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul.

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Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos

89

Washington Almeida Moura é engenheiro civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS). Obteve título de mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense (1991) e de doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000). É professor titular e vice-reitor da Universidade Estadual de Feira de Santana, e Diretor Financeiro da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (Antac). Atua na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, e desenvolve pesquisas relacionadas principalmente aos seguintes temas: reciclagem de resíduos industriais, concreto, argamassa, blocos pré-moldados e durabilidade.

4.

Mônica Batista Leite Lima é engenheira civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e doutora em engenharia civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2001). É professora adjunta da Universidade Estadual de Feira de Santana e professora e orientadora do Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental da UEFS. Atua principalmente nos seguintes temas: aproveitamento de resíduos de construção e demolição, reciclagem de resíduos industriais, argamassa, concreto e peças pré-moldadas.

90

João Luiz Calmon Nogueira da Gama possui graduação em engenharia civil pela Universidade Federal do Espírito Santo (1978), especialização em engenharia econômica pelo Centro de Pesquisa e Planejamento do Instituto de Estudos Sociais Clóvis Be (1982), mestrado em engenharia de produção pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1986), doutorado em engenharia civil pela Universitat Politècnica de Catalunya UPC (1994) e pós-doutorado pelo Instituto de Ciencias de La Construcción Eduardo Torroja (2003). É professor da Universidade Federal do Espírito Santo. Atua principalmente nos seguintes temas: análise térmica, tensões, estruturas maciças, fissuras, barragens, reciclagem de resíduos industriais e concretos.

Markus Moratti é engenheiro civil pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Atualmente é mestrando do curso de engenharia civil da UFES. Tem atuado na área de engenharia civil, com ênfase em construção civil, principalmente nos seguintes temas: aproveitamento de resíduos industriais e peças pré-moldadas.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

4.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas Washington Almeida Moura, Mônica Batista Leite Lima, João Luiz Calmon Nogueira da Gama e Markus Moratti

1 Introdução

O

resíduo gerado pelo segmento produtivo de rochas ornamentais pode ser oriundo da extração do bloco, da serragem, para enquadrá-los nas dimensões padronizadas, do processo de corte e de polimento, além

dos finos da lavra e do beneficiamento. Na serragem, cerca de 25% a 30% do bloco é transformado em pó, que é colocado nos pátios das empresas. No Brasil, a quantidade estimada da geração desse resíduo fino é de 800.000 t/ano. Espírito Santo, Bahia, Ceará e Paraíba são os estados que mais geram tal resíduo (CHIODI FILHO, 2005).

Ao longo do tempo, várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas com vistas a proporcionar melhor desempenho ao concreto, a partir da adição de resíduos, contribuindo, dessa forma, para a preservação do meio ambiente (ALMEIDA et al., 2007; CALMON et al., 1998; CALMON et al., 2005; FORNER et al., 2005; LAMEIRAS et al., 2005; MOURA; GONÇALVES, 2002; MOURA et al., 2005; SILVA, 1998). Gonçalves (2000) avaliou a influência da adição do resíduo de corte de granito no concreto e concluiu que, com até 20% de adição, todas as proprieda-

des do concreto foram melhoradas. O teor ótimo encontrado foi de 10%.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

91

Neste capítulo, são apresentados os resultados do projeto de pesquisa “Utilização de Resíduo de Serragem de Rochas Ornamentais (RSRO) para Produção de Peças Pré-moldadas para Habitação de Interesse Social”. Esse estudo foi desenvolvido pelas Universidades Estadual de Feira de Santana, BA, e Federal do Espírito Santo, com o apoio da Finep e do Centro Tecnológico do Mármore e Granito (Cetemag).

O objetivo da referida pesquisa era estudar a viabilidade técnica da utilização de RSRO para produção de blocos de vedação de argamassa, blocos estruturais de concreto e pisos intertravados de concreto para pavimentação. Também se objetivou uma análise comparativa de custos entre as peças produzidas com e sem a utilização de RSRO. Durante o estudo, foi realizada a caracterização física, química e de risco ambiental do RSRO e dos materiais componentes das peças pré-moldadas. Foram realizadas misturas com o objetivo de definir o traço de referência para produção de blocos de alvenaria de vedação, bloco de alvenaria estrutural e peças de concreto para pavimentação.

As peças produzidas foram avaliadas quanto à resistência à compressão e à absorção de água. Nas peças para pavimentação, também foi avaliada a resistência ao desgaste. No presente capítulo, são apresentados apenas os resultados de resistência à compressão.

Os resultados completos do estudo estão apresentados no relatório final do projeto Habitare RSROHIS, no site www.uefs.br/residuoserragemrochasornamentais.

92

2 Geração de resíduo de rochas ornamentais (RSRO) A produção mundial de rochas ornamentais, em 2003, foi de cerca 75 milhões de toneladas. O Brasil é um dos maiores produtores no mundo, ocupando a sétima posição, com 4,33 milhões de toneladas em 2004 (GUERRA, 2005). Entretanto, a produção real apresentada pela Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais (Abirochas) foi de 6,45 milhões de toneladas (CHIODI FILHO, 2005).

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

De acordo com Chiodi Filho (2005), existem 12.000 empresas integradas na cadeia produtiva de rochas, com a geração de cerca de 125.000 empregos diretos. Essas empresas estão distribuídas em 10 estados do Brasil, envolvendo 80 municípios.

Após extraídas, as rochas ornamentais, em forma de matacões, são transportadas até as serrarias para o desdobramento ou serragem, processo de transformação dos blocos em chapas ou placas semiacabadas, de espessuras que variam de 1 cm a 3 cm, utilizando máquinas denominadas de teares. A serragem pode ser feita através de fio diamantado ou com polpa abrasiva. A grande maioria das serrarias utiliza polpa abrasiva no corte, que tem como principais objetivos lubrificar e resfriar as lâminas, evitar a oxidação das chapas, servir de veículo ao abrasivo e limpar os canais entre as chapas. A polpa é composta de água, granalha (aço), cal e rocha moída. Geralmente a polpa é distribuída por chuveiros sobre o bloco através de bombeamento (SILVA, 1998). A Figura 1 ilustra o processo de serragem de blocos.

Figura 1 – Aspecto do corte de blocos de rochas ornamentais (serragem com polpa abrasiva)

O controle da viscosidade da polpa é realizado acrescentando-se periodicamente água e descartando-se a parcela da mistura de menor granulometria, que é bombeada para um tanque, no qual se efetua a separação da mistura de maior granulometria. Nos casos mais comuns, essa separação é feita por densidade. Deixa-se o tanque ser preenchido completamente e separa-se a fração de menor granulometria, que se posiciona na região superficial, com seu descarte por transbordamento.

A partir desse descarte, o resíduo é transportado e, posteriormente, depositado em poços e lançado em tanques de deposição final. Esses tanques absorvem toda a geração de rejeito do desdobramento. Uma vez alcançada a capacidade do Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

93

tanque, o volume depositado é removido para que o tanque fique novamente pronto para estocagem de nova quantidade de resíduo. A Figura 2 mostra um aspecto da deposição do RSRO.

(a)

(b)

Figura 2 – Aspecto da deposição do RSRO: (a) lagoa de decantação; (b) pilhas de RSRO nos pátios das empresas de beneficiamento de rochas ornamentais

Tabela 1 – Distribuição da geração estimada de RSRO por estado produtor brasileiro em 2004

94

ESTADO

VOLUME GERADO (x1000 t)

Espírito Santo

700,0

Minas Gerais

412,5

Bahia

102,5

Ceará

102,5

Rio de Janeiro

62,5

Paraná

50,0

Goiás

37,5

Rio Grande do Sul

25,0

Santa Catarina

25,0

Paraíba

25,0

Piauí

17,5

Pernambuco

15,0

São Paulo

12,5

Alagoas

7,5

Rondônia

7,5

Rio Grande do Norte

7,5

TOTAL

1610,0

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Considerando que o RSRO corresponde a 25% do volume do bloco, com base na produção de rochas de 2004, estima-se que o volume de resíduo gerado no Brasil é de cerca de 1.610.000 t/ano. Na Tabela 1, está apresentada a estimativa de volume de RSRO gerado, por estado, com base no levantamento de produção de rochas estabelecido por Chiodi Filho (2005).

De acordo com o Anuário Mineral Brasileiro (2003), a produção de blocos de granito e mármore do Brasil está acima de 4.000.000 t/ano. Considerando que o RSRO corresponde a 25% do volume do bloco, estima-se que a quantidade de resíduo gerado é de cerca de 800.000 t/ano no Brasil.

O grande volume de resíduo gerado tem trazido transtornos para as empresas, uma vez que ocupa grandes áreas de deposição e, muitas vezes, tem sido carreado para córregos e rios, acarretando assoreamento deles. Outro aspecto importante está associado ao risco de danos à saúde dos trabalhadores, se considerada a possibilidade de inalação do resíduo, uma vez que ele se apresenta na forma de pó.

Esse problema pode ser considerado mais grave para o RSRO, que apresenta maior teor de sílica na sua composição.

O grave problema da deposição de RSRO tem acarretado dificuldades para algumas empresas da cadeia produtiva obterem licença de operação ou renovação da licença. Essa dificuldade levou 13 empresas do Espírito Santo a se associarem e comprarem uma área de 58.000 m2 para ser utilizada como área de disposição. O volume projetado de resíduo de serragem para disposição é de 162.600 m3. O tempo de vida útil previsto da central é de 14 anos e seis meses. Entretanto, as empresas têm a expectativa de 20 anos, em razão da possível utilização dos resíduos em processos industriais (ASSES, 2005).

3 Programa experimental No programa experimental, foi definido que seria estudado o resíduo de duas empresas de beneficiamento de rochas ornamentais, localizadas na cidade de Feira de Santana, BA, e de duas no Estado do Espírito Santo. Em cada um dos estados, foi Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

95

coletado resíduo em uma empresa que utiliza serragem dos blocos com fios diamantados, e na outra empresa em que a serragem é feita com o auxílio de polpa abrasiva.

O estudo foi desenvolvido em duas etapas. A primeira teve como principal objetivo a coleta e a caracterização do resíduo e dos demais materiais a serem utilizados na pesquisa. A segunda compreendeu a definição de traços de referência e a produção de blocos e peças de pavimentação pré-moldadas, com e sem RSRO.

3.1 Coleta das amostras Foram coletadas amostras de RSRO, com aproximadamente 5 m3, de cada uma das duas empresas beneficiadoras de mármore e granito da Bahia e do Espírito Santo.

As amostras do resíduo da Bahia e do Espírito Santo foram transportadas para os Laboratórios da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), respectivamente, e estocadas em baias, cobertas adequadamente para que não houvesse contaminação.

3.2 Caracterização do RSRO A secagem do resíduo foi feita em estufa à temperatura de 110 ºC (Figura 3).

Após a secagem, as amostras foram acondicionadas em recipientes vedados, para que não houvesse contato com umidade, nem contaminação. Para a separação das partículas do resíduo, foi feito o destorroamento dele. Na Bahia, o destorroamento foi executado no moinho de bolas horizontal durante 3 min. A quantidade de resíduo no jarro foi de 750 g (Figura 4a). No Espírito Santo, o processo de destorroa96

mento utilizou um britador de mandíbulas planas para laboratório (Figura 4b).

Figura 3 – Aspecto do RSRO seco em estufa

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Figura 4 – Equipamentos de moagem utilizados no beneficiamento do RSRO: (a) moinho de bolas horizontal - Bahia; (b) britador de mandíbulas planas Espírito Santo

(a)

(b)

3.2.1 Propriedades físicas Do ponto de vista das propriedades físicas do RSRO, foi avaliada a massa específica, determinada de acordo com as prescrições normativas da NBR NM 23 (ABNT, 2001), e a massa unitária, segundo as prescrições da NBR 7251 (ABNT, 1982). O resíduo obtido por serragem com polpa abrasiva apresenta valores de massa específica e massa unitária um pouco maiores, provavelmente em razão da presença da fração metálica. Foi definido também o ensaio de determinação da composição granulométrica nas amostras do resíduo destorroado. A granulometria a laser das amostras foi realizada em laboratório especializado no Rio de Janeiro. A Tabela 2 apresenta os resultados obtidos para os ensaios de massa específica, massa unitária e determinação do diâmetro médio do RSRO. A partir dos resultados de granulometria, observa-se que o RSRO é um resíduo muito mais fino do que o cimento.

Tabela 2 – Massa específica, massa unitária e diâmetro médio do RSRO

97 TIPO DE RESÍDUO

Massa Específica (kg/dm³)

Massa Unitária (kg/dm³)

Diâmetro Médio (µm)

RSROFD BAHIA

2,670

0,920

3,610

RSROFD ESPÍRITO SANTO

2,664

0,823

6,280

RSROPA BAHIA

2,740

1,010

6,120

RSROPA ESPÍRITO SANTO

2,756

1,028

9,310

RSROFD – Resíduo de serragem de rochas ornamentais obtido por fio diamantado RSROPA – Resíduo de serragem de rochas ornamentais obtido com polpa abrasiva

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

3.2.2 Propriedades químicas e de risco ambiental Os ensaios de caracterização química e de risco ambiental foram realizados em laboratório especializado em Porto Alegre, RS. A Tabela 3 apresenta a composição química das amostras utilizadas em cada uma das instituições de pesquisa.

RSROFD - BA RSROFD - ES RSROPA - BA RSROPA - ES

Resultados da amostra (%)

Tabela 3 – Composição química das amostras de RSRO

SiO2

Al2O3

MgO

K 2O

TiO2

Na2O

Fe2O3

SO4

CaO

Perda ao fogo

6,893

1,332

0,414

0,160

-

0,270

0,510

0,821

86,820

0,721

67,400

7,700

0,314

4,700

0,190

4,750

1,140

6,540

2,540

0,681

5,893

1,231

0,397

-

0,350

0,298

9,060

0,400

79,010

0,211

58,700

8,680

0,396

5,600

0,421

4,230

7,220

5,920

2,520

< 0,1

Com base na análise química, observa-se que o RSROFD na Bahia é predominantemente composto de cálcio, enquanto no Espírito Santo a predominância é de silício. De fato, na Bahia as amostras são de mármore, enquanto no Espírito Santo são de granito.

Os resultados da análise química mostram que, no RSROPA da Bahia, a presença do óxido de ferro é maior do que na amostra do Espírito Santo. Pode-se atribuir esse fato a um possível maior teor de granalha na polpa utilizada na Bahia.

98

Gonçalves (2000), no seu estudo a respeito do resíduo de corte de granito, também identificou a presença do óxido de ferro e avaliou o seu efeito na durabilidade de argamassas. A avaliação foi feita através de ensaios de imersão em solução a 3% de NaCl e secagem, em corpos-de-prova prismáticos de argamassa, de 4 cm x 4 cm x 16 cm, durante 12 ciclos de imersão na solução por 24 h e secagem por 6 dias.

Após os 12 ciclos, os corpos-de-prova com 20% de resíduo de corte de granito, em relação à massa de cimento, não apresentaram nenhum aspecto de manchamento.

O desempenho quanto à resistência à flexão dos corpos-de-prova de argamassa com Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

20% de resíduo foi compatível com o dos corpos-de-prova sem resíduo. O pesquisador concluiu que a presença do óxido de ferro não influenciou significativamente o desempenho das argamassas, provavelmente em decorrência do tamanho das partículas de óxido de ferro.

Nas Figuras 5 e 6, estão apresentados os difratogramas do RSRO. 140 130 120 110

Lin (Counts)

100

(a)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5

10

20

30

40

50

60

70

80

2-Teta-Scale RS ROHIS, Amostra 4 - File: ProjetoRS_ROHIS4.RAW 36-0426 (*) - Dolomite - CaMg(CO3)2 05-0586 (*) - Calcite, syn - CaCO3 46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO3

600

Lin (Counts)

500

400

(b)

300

200

99

100

0 4

10

20

30

40

50

60

70

80

2-Teta-Scale RS ROHIS, Amostra 1 - File: RSROHIS_1.RAW 46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 19-0932 (I) - Microline, intermediate - KAISi3O8 07-0025 (I) - Muscovite-1M, syn - KAI2Si3AIO10(OH)2 41-1480 (I) - Albite, calcian, ordered - (Na,Ca)Al(Si,AI)3O8

Figura 5 – Difratograma de raios X do RSROFD: (a) Bahia; (b) Espírito Santo

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

90 80 70

Lin (Counts)

60

(a)

50 40 30 20 10 0 6

10

20

30

40

50

60

70

80

2-Teta-Scale RS ROHIS, Amostra 3 - File: ProjetoRS_ROHIS3.RAW 36-0426 (*) - Dolomite - CaMg(CO3)2 05-0586 (*) - Calcite, syn - CaCO3 46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 06-0263 (I) - Muscovite-2M 1 - KAI2(Si3AI)O10(OH,F)2

120 110 100

Lin (Counts)

90 80 70

(b)

60 50 40 30 20 10 0 4

10

20

30

40

50

60

70

80

2-Teta-Scale RS ROHIS, Amostra 2 - File: RSROHIS_2.RAW

100

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 19-0932 (I) - Microline, intermediate - KAISi3O8 09-0466 (*) - Albite, ordered - NaAlSi3O8 46-1311 (N) - Muscovite-2M, ammonian - (K,NH4,Na)AI2(Si,Al)4O10(OH)2

Figura 6 – Difratograma de raios X do RSROPA: (a) Bahia; (b) Espírito Santo

Os difratogramas apresentam os compostos químicos na forma tipicamente cristalina. Essa característica indica que o resíduo não possui propriedades aglomerantes ou pozolânicas.

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Foram realizados ensaios de lixiviação e solubilização para avaliar o risco ambiental da utilização do resíduo. Com base nos resultados obtidos, nenhuma das amostras dos resíduos gerados na Bahia apresentou compostos lixiviados ou solubilizados com concentração superior em relação aos limites estabelecidos pela NBR 10004 (ABNT, 2005). Portanto, o resíduo é classificado como Classe III – Inerte.

Também o resíduo de serragem com fio diamantado, gerado no Espírito Santo, é classificado como Classe III – Inerte. Por outro lado, o resíduo serrado com polpa abrasiva, gerado no Espírito Santo, lixiviou o ferro e o alumínio em teores superiores aos limites estabelecidos pela NBR 10004 (ABNT, 2005). Logo esse resíduo é classificado como Classe II – Não Inerte, porém não é tóxico nem perigoso.

3.3 Produção das peças pré-moldadas 3.3.1 Materiais utilizados Optou-se pelo tipo de cimento comumente utilizado na região: CP II F (Classe 32) em Feira de Santana, e CP II E (Classe 40) em Vitória, ES, cujas respectivas massas específicas são 3,11 kg/dm³ e 2,97 kg/dm³. Os cimentos foram avaliados de acordo com as respectivas normas técnicas da ABNT e atendem às especificações da NBR 11578 (ABNT, 1991).

Optou-se por utilizar areia siltosa para produzir blocos de vedação em Feira de Santana, por ser bastante comum na produção dos blocos. Em Vitória, comumente se utiliza areia quartzosa fina. Na Bahia, para a produção dos blocos estruturais e pisos para pavimentação, além da areia siltosa, também foi utilizada areia quartzosa, por ser comum na região. As características das areias estão apresentadas na Tabela 4.

Foram utilizados também finos de britagem para produção dos blocos, cujas características estão apresentadas na Tabela 5.

Utilizou-se, ainda, brita 9,5 mm nas duas regiões, cujas características estão apresentadas na Tabela 6.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

101

Tabela 4 – Características das areias utilizadas

Areia siltosa BAHIA

Areia quartzosa BAHIA

ESPÍRITO SANTO

Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

2,4

2,4

1,2

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

1,60

2,69

1,66

Massa Específica (kg/dm3) – NBR NM 52 (ABNT, 2003d)

2,600

2,64

2,649

Massa Unitária (kg/dm3) – NBR 7251 (ABNT, 1982)

1,52

1,45

1,50

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b)

10,6

1,5

0,7

Coeficiente de Inchamento – NBR 6467 (ABNT, 1987a)

1,29

1,26

1,40

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO)

Umidade Crítica (%) – NBR 6467 (ABNT, 1987a)

2,25

3,0

2,98

Matéria Orgânica – NBR NM 49 (ABNT, 2003c)

Mais escura

Mais clara

Mais escura

Tabela 5 – Características dos finos de britagem utilizados

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO)

BAHIA

ESPÍRITO SANTO

Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

4,8

4,8

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

2,76

3,43

Massa Específica (kg/dm³) – NBR NM 52 (ABNT, 2003d)

2,587

2,817

Massa Unitária (kg/dm³) – NBR 7251 (ABNT, 1982)

1,51

1,67

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b)

10,8

9,2

BAHIA

ESPÍRITO SANTO

102 Tabela 6 – Características do pedrisco utilizado

CARACTERÍSTICA (MÉTODO DE ENSAIO) Dimensão Máxima Característica (mm) – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

9,5

9,5

Módulo de Finura – NBR NM 248 (ABNT, 2003a)

5,52

5,59

Massa Específica (kg/dm³) – NBR NM 53 (ABNT, 2003e)

2,700

2,770

Massa Unitária (kg/dm³) – NBR 7251 (ABNT, 1982)

1,390

1,427

Material Pulverulento (%) – NBR NM 46 (ABNT, 2003b)

10,8

9,2

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3.3.2 Dosagem e produção dos blocos e peças de concreto para pavimentação 3.3.2.1 Blocos de vedação

A definição da proporção ideal de areia e finos de britagem foi feita com base no menor índice de vazios das misturas, determinada através do método MB 3324 (ABNT, 1990). A proporção que alcançou o menor índice de vazios, na Bahia, foi de 50% de areia siltosa e de 50% de finos de britagem. No Espírito Santo, a melhor proporção foi com 30% de areia quartzosa e 70% de finos de britagem. Logo, considerando-se o melhor empacotamento da mistura, o traço unitário de referência na Bahia foi 1:4,0:4,0:0,66 (cimento:areia siltosa:finos de britagem:água) e no Espírito Santo foi 1:2,4:5,6:0,765 (cimento:areia:finos de britagem:água).

Tanto na Bahia quanto no Espírito Santo, as misturas foram feitas em betoneiras de eixo inclinado. Para cada traço, todos os materiais foram misturados a seco durante 90 s. Em seguida, foi adicionada a água, e a mistura continuou por mais 90 s.

Os blocos foram produzidos, tanto na Bahia como no Espírito Santo, em vibroprensa elétrica, com motor de 1,5 kw e 3.370 rpm, cuja prensagem é manual. A forma utilizada foi de três blocos. O tempo de vibração foi de 10 s, incluindo a prensagem.

Vale destacar que o fato de a prensagem ser manual torna o processo de produção bastante influenciado pelo profissional que a executa.

A Figura 7 ilustra o processo de moldagem dos blocos de vedação.

103

Figura 7 – Aspecto da moldagem dos blocos de vedação em vibroprensa

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

Após a prensagem, os blocos foram retirados da máquina e depositados na área de dosagem, com posterior remoção dos paletes. As dimensões dos blocos de vedação foram de 100 mm x 200 mm x 400 mm. Os blocos permaneceram cobertos com plástico durante 24 h para posterior cura por aspersão. A Figura 8 mostra o aspecto dos blocos moldados.

Figura 8 – Aspecto dos blocos de vedação

Após 24 h da moldagem, os blocos foram retirados dos paletes e teve início a cura, por aspersão, durante três dias. Após esse período, os blocos foram mantidos em área coberta dos laboratórios até a data de capeamento para determinação da resistência.

Foram produzidos blocos de vedação também numa fábrica de Feira de Santana, mantendo-se todos os critérios que a empresa comumente utiliza. O 104

traço utilizado em volume foi convertido em massa, sendo o traço de referência 1:3,0:13,0:1,31 (cimento:areia fina:finos de britagem:água). O resíduo escolhido para substituição parcial do cimento na fábrica foi o RSROPA, por ser este o mais comumente gerado no Brasil. Esse resíduo foi o mesmo utilizado na pesquisa para produção dos blocos no laboratório na Bahia. A produção dos blocos foi realizada em uma vibroprensa pneumática, com capacidade de prensagem de 49 N/mm2 , com quatro blocos por prensagem e com dois motores de 1,5 kw e 3.750 rpm cada um (Figura 9).

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Figura 9 – Prensa pneumática utilizada na produção dos blocos na fábrica

3.3.2.2 Blocos estruturais

Também na produção dos blocos estruturais, buscou-se a definição de um traço de referência (sem utilização de RSRO), tanto na Bahia quanto no Espírito Santo, sendo definida a faixa de resistência (f bk) de 6,0 MPa (valor mínimo para classe AE), uma vez que os blocos dessa classe não necessitam de revestimento, o que reduz custos de habitações. Esses blocos podem ser utilizados abaixo do nível do solo, em fundações, de acordo com a NBR 6136 (ABNT, 1994).

Foram produzidos blocos com traços 1:7, 1:8 e 1:9 (cimento:agregados secos, em massa). A definição da proporção ideal de areia, finos de britagem e brita 9,5 mm também foi feita com base no menor índice de vazios das misturas, determinada através do método MB 3324 (ABNT, 1990). Na Bahia, a mistura que apresentou o menor índice de vazios foi aquela com 30% de areia siltosa, 10% areia quatzosa, 30% de finos de britagem e 30% de brita 9,5 mm. No Espírito Santo, a melhor proporção foi 20% de areia quartzosa, 50% de finos de britagem e 30% de brita 9,5 mm.

A metodologia de mistura foi a mesma adotada para os blocos de vedação.

Os blocos estruturais, tanto na Bahia como no Espírito Santo, foram moldados na mesma vibroprensa que produziu os blocos de vedação, com tempo de Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

105

vibração de 12 s. A forma utilizada foi de dois blocos. As dimensões dos blocos foram 150 mm x 200 mm x 400 mm, com espessura de paredes de 25 mm.

Após a prensagem, os blocos foram retirados da máquina e depositados na área de dosagem para posterior remoção dos paletes. Os blocos permaneceram cobertos com plástico durante 24 h para posterior cura por aspersão.

Após 24 h da moldagem, os blocos foram retirados dos paletes e iniciada a cura, por aspersão, durante três dias. Após esse período, os blocos foram mantidos em área coberta dos laboratórios, até a data de capeamento, para determinação da resistência.

Foram ensaiados, para determinação da resistência à compressão, seis corpos-de-prova aos 7 dias de idade e seis corpos-de-prova aos 28 dias de idade.

Com os resultados dos traços experimentais, para os blocos de referência, os que apresentaram a resistência mais adequada à faixa definida foram, na Bahia, 1:2,1:0,7:2,1:2,1:0,53 (cimento:areia siltosa:areia quartzosa: finos de britagem:brita 9,5 mm:água) e, no Espírito Santo, 1:1,89:4,41:2,70:0,70 (cimento:areia quartzosa: finos de britagem:brita 9,5 mm:água).

Definido o traço de referência, foram produzidas as misturas com os diferentes teores de substituição de cimento por resíduo (0%, 5%, 10% e 15%), tanto na Bahia quanto no Espírito Santo.

3.3.2.3 Peças de concreto para pavimentação

O traço de referência foi definido a partir de traços experimentais, com diferentes relações cimento:agregados secos (1:4, 1:4,5 e 1:5,0), com vistas a atender a resistência 106

à compressão mínima de 35 MPa, de acordo com a NBR 9781 (ABNT, 1987). A proporção entre os agregados foi a mesma utilizada para a produção dos blocos estruturais.

As peças para pavimentação, tanto na Bahia quanto no Espírito Santo, foram moldadas na mesma vibroprensa utilizada para produzir os blocos, com tempo de vibração de 12 s. A forma utilizada foi de três peças. As dimensões das peças foram 80 mm de altura, 120 mm de largura e 235 mm de comprimento. A Figura 10 ilustra o processo da moldagem das peças para pavimentação.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Figura 10 – Moldagem das peças para pavimentação

Após a prensagem, as peças para pavimentação foram curadas segundo a mesma metodologia utilizada para os blocos.

Foram ensaiados, para determinação da resistência à compressão, seis corpos-de-prova aos 7 dias de idade e seis corpos-de-prova aos 28 dias de idade.

Com base nos resultados dos traços experimentais para as peças para pavimentação, o traço que apresentou a resistência mais adequada à faixa definida foi, na Bahia, 1:1,2:0,4:1,2:1,2:0,42 (cimento:areia siltosa:areia quartzosa: finos de britagem:brita 9,5mm:água) e, no Espírito Santo, 1:0,84:1,96:1,20:0,38 (cimento:areia:finos de britagem:pedrisco:água).

Definido o traço de referência, foram produzidas as misturas com os diferentes teores de substituição de cimento por resíduo (0%, 5%, 10% e 15%), tanto na Bahia quanto no Espírito Santo.

4 Apresentação e discussão dos resultados Os resultados dos ensaios foram analisados com base na análise estatística, para respaldar as conclusões obtidas. Foi verificada a significância estatística do efeito de cada uma das variáveis, por meio da análise de variância (Anova). Essa técnica permite comparar grupos de observações através da comparação da variaResíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

107

bilidade das médias entre grupos e a variabilidade das observações dentro de cada grupo (NANNI; RIBEIRO, 1992). O efeito de um determinado fator sobre uma variável de resposta analisada é determinado mediante um teste de comparação entre os valores calculados (Fcalculado) e os tabelados (Ftabelado) de uma função de distribuição de probabilidade de Fischer. Os valores de Ftabelado são estabelecidos para determinado nível de significância. A hipótese que determinado fator influencia significativamente nos resultados é confirmada se Fcalculado for maior do que Ftabelado. O nível de significância adotado nas análises foi de 5%, comumente utilizado na área de engenharia civil. A Anova foi realizada com o Software Statistica®. Foi avaliado, também, se há interação entre as variáveis teor de mistura (A) e idade (B).

As Tabelas 7 e 8 apresentam resumos das análises estatísticas para os componentes produzidos na Bahia e no Espírito Santo respectivamente.

Tabela 7 – Análise de variância dos resultados obtidos para as peças produzidas na Bahia

RSROPA Bloco de Vedação

Bloco Estrutural

Piso

Fator

Significância

Fator

Significância

Fator

Significância

A – teor de substituição

NS

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

B – idade

S

B – idade

S

B – idade

S

AB

NS

AB

S

AB

NS

RSROFD Bloco de Vedação 108

Fator

Bloco Estrutural

Piso

Significância

Fator

Significância

Fator

Significância

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

B – idade

S

B – idade

S

B – idade

S

AB

NS

AB

S

AB

NS

S – Significativo; NS – Não Significativo.

A análise dos resultados é feita levando-se em consideração o tipo de resíduo e as condições específicas de produção utilizadas neste estudo.

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Tabela 8 – Análise de variância dos resultados obtidos para as peças produzidas no Espírito Santo

RSROPA Bloco de Vedação Fator

Bloco Estrutural

Piso

Significância

Fator

Significância

Fator

Significância

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

B – idade

S

B – idade

S

B – idade

S

AB

S

AB

NS

AB

S

RSROFD Bloco de Vedação

Bloco Estrutural

Piso

Fator

Significância

Fator

Significância

Fator

Significância

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

A – teor de substituição

S

B – idade

S

B – idade

S

B – idade

S

AB

S

AB

S

AB

S

S – Significativo; NS – Não Significativo.

4.1 Bloco de vedação A resistência à compressão dos blocos de vedação foi determinada de acordo com a NBR 7184 (ABNT, 1992).

A Figura 11 mostra o comportamento dos blocos produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias

Resistência à Compressão (MPa)

de idade.

5,0 3,8

4,0 3,0

2,7

109

3,0 2,6 3,1

2,0

2,2

2,5

2,3

1,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 11 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

De fato, os blocos com 10% de RSROFD apresentaram aumento de cerca de 40% na resistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Os blocos com 5% do resíduo apresentaram 11% de aumento, enquanto os blocos com 15% de resíduo tiveram redução de 4% na resistência. Logo, pode-se dizer que a substituição de cimento por até 10% de RSROFD é compatível e vantajosa para a produção de blocos de vedação.

A Figura 12 mostra o comportamento dos blocos produzidos com diferentes

Resistência à Compressão (MPa)

teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

5,0 4,0 3,0 2,0

2,7

2,2

2,7

2,8

2,3

2,3

3,0

2,4

1,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 12 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

Os blocos com 15% de RSROPA apresentaram aumento de cerca de 10% na resistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Logo, a substituição de

110

Resistência à Compressão (MPa)

cimento por até 15% de RSROPA é compatível para a produção de blocos de vedação.

5,0 4,0

4,2

4,0

4,0 3,5

3,0 2,0

3,6

3,3 3,0

2,4

1,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 13 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos na fábrica

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

A resistência média dos blocos com 5% de RSROPA produzidos em fábrica foi superior em 5% à resistência dos blocos de referência aos 28 dias de idade. A resistência média dos blocos com 10% de resíduo foi igual à dos blocos de referência. Por outro lado, os blocos com 15% de RSROPA apresentaram redução de 11% na resistência média, em relação aos blocos de referência, aos 28 dias de idade.

A Figura 14 ilustra o comportamento dos blocos produzidos no estado do Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compres-

Resistência à Compressão (MPa)

são, nas idades de 7 e 28 dias.

5,0 4,0

3,6 3,1

3,2

3,0 2,0

2,4

2,6

2,9

2,3 1,9

1,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 14 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD

Os blocos com 5% de RSROFD apresentaram aumento de 16% na resistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Observa-se o aumento de 3% na resistência média dos blocos com 10% de resíduo. Por outro lado, os blocos com 15% de resíduo apresentaram resistência média 7% inferior à dos blocos de referência. Portanto, a substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no Espírito Santo é compatível para a produção de blocos de vedação.

A Figura 15 mostra o comportamento dos blocos de vedação com diferentes teores de RSROPA produzidos no Espírito Santo, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

111

Resistência à Compressão (MPa)

5,0 4,0

3,7 3,1

3,1

3,0 2,0

2,6 2,4

2,3

2,1

2,1

1,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 15 – Resistência à compressão dos blocos de vedação produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

Os blocos com 5% de RSROPA apresentaram aumento de 19% na resistência média, aos 28 dias, em relação aos blocos de referência. Os blocos com 10% de resíduo apresentaram a mesma média de resistência dos blocos de referência. Por outro lado, a média de resistência dos blocos com 15% de resíduo foi 19% inferior à dos blocos de referência.

Portanto, a substituição de cimento por até 10% de RSROPA gerado no Espírito Santo é compatível para a produção de blocos de vedação.

Os resultados obtidos na produção dos blocos produzidos na Bahia e no Espírito Santo foram bastante diferenciados. Pode-se atribuir esse comportamento às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à possibilidade de variação no processo de prensagem. Desse modo, não é possível comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

112

4.1.1 Blocos estruturais A resistência à compressão dos blocos estruturais foi determinada de acordo com a NBR 7184 (ABNT, 1992).

A Figura 16 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

8,0 7,0

6,3

fbk (MPa)

6,0

5,5 5,5

5,0 4,0

6,0 5,2

4,7

5,6

5,0

3,0 2,0 1,0

7 dias 28 dias

0,0 0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 16 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROFD

Com base nos valores de f bk, apenas os blocos de referência e com 15% de RSROFD atenderam à faixa estabelecida para 28 dias (6,0 MPa).

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos com RSROFD foi inferior à dos blocos de referência para todos os teores estudados. A redução chega a 21% para o teor de 5% de RSROFD. Logo, a substituição de cimento por RSROFD não é compatível para a produção de blocos estruturais.

A Figura 17 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

Os valores de f bk dos blocos com RSROPA não atenderam à faixa de resistência estabelecida para 28 dias (6,0 MPa). Portanto, pode-se dizer que a substituição de cimento por RSROPA não é compatível para a produção de blocos estruturais produzidos na Bahia.

Ainda com relação aos blocos estruturais produzidos na Bahia, pode-se observar que houve um comportamento bastante diferenciado em relação às demais peças, tanto para os blocos com RSROFD quanto com RSROPA. Os blocos Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

113

com 5% de RSROFD apresentam uma queda em relação aos de referência e uma tendência de recuperação a partir de 10%. Os blocos com RSROPA apresentam queda evolutiva com até 10% do resíduo e uma tendência de recuperação com 15% do resíduo. Esse comportamento deve ser atribuído a problemas no processo de produção.

8,0 7,0

6,3

fbk (MPa)

6,0

5,2

5,4 5,0

5,0 4,0

4,7

4,7

4,3 3,4

3,0 2,0 1,0

7 dias 28 dias

0,0 0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 17 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

A Figura 18 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

114

Todos os blocos atenderam à faixa de f bk estabelecida para 28 dias (6,0 MPa).

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos com 5% de RSROFD foi 4% superior à dos blocos de referência. Os blocos com 10% do resíduo apresentaram resistência igual à dos blocos de referência. Por outro lado, a resistência dos blocos com 15% de RSROFD foi 6% inferior à dos blocos de referência. Logo, pode-se dizer que a substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no Espírito Santo é compatível para a produção de blocos estruturais.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

8,0 7,0

7,0

7,3

7,0 6,6

6,0

fbk (MPa)

6,0 5,6

5,0

5,5

4,9

4,0 3,0 2,0 1,0

7 dias 28 dias

0,0 0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 18 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD

A Figura 19 mostra o comportamento dos blocos estruturais produzidos com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

8,0 7,0

7,0

7,3 6,7 6,0

6,0

fbk (MPa)

6,0

5,9

5,0 4,9

4,0

4,6

3,0 2,0

115

1,0

7 dias 28 dias

0,0 0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 19 – Resistência à compressão dos blocos estruturais produzidos no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

A resistência característica, aos 28 dias, dos blocos estruturais com 5% de RSROPA foi 4% superior à resistência característica dos blocos de referência. EnResíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

tretanto, a resistência característica dos blocos com 10% de RSROPA e 15% de RSROPA foi, respectivamente, 4% e 7% menor do que a resistência dos blocos de referência. Portanto, a substituição de cimento por até 5% de RSROPA é compatível para a produção de blocos estruturais.

Pode-se observar que os resultados obtidos na produção dos blocos produzidos na Bahia e no Espírito Santo foram bastante diferenciados. Esse comportamento pode ser atribuído às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como a possibilidade de variação no processo de prensagem. Logo, não é possível comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

4.1.2 Peças de concreto para pavimentação A resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação foi determinada de acordo com a NBR 9780 (ABNT, 1987b).

A Figura 20 mostra o comportamento das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

Com base nos valores de fpk, todas as peças de concreto para pavimentação atenderam à faixa estabelecida na NBR 9781 (ABNT, 1987c) para 28 dias (35,0 MPa).

50,0 45,0 40,0

40,5

fpk (MPa)

116

42,6

35,2

35,0

36,4

35,0 30,0

41,3

33,2

34,9

25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 20 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROFD

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

A resistência característica, aos 28 dias, das peças de concreto para pavimentação com RSROFD foi superior à resistência das peças de referência para todos os teores estudados. O aumento chegou a ser de 17% para 15% do resíduo. Portanto, pode-se dizer que a substituição de cimento por RSROFD gerado na Bahia é compatível para a produção das peças de concreto para pavimentação.

A Figura 21 mostra o comportamento das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, aos 7 e 28 dias de idade.

50,0 43,2

45,0 40,0

38,7

36,4

36,8

fpk (MPa)

35,0 30,0

33,2

34,3 30,3

33,1

25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 21 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia, com diferentes teores de RSROPA

Para as peças de concreto para pavimentação com diferentes teores de RSROPA produzidas na Bahia, a resistência característica, aos 28 dias, das peças com 5% do resíduo foi 19% superior à das peças de concreto para pavimentação de referência. As peças com 10% do resíduo aumentaram a resistência em 6%. Por outro lado, o valor da resistência das peças com 15% do resíduo foi muito próximo do valor das peças de referência. Logo, pode-se dizer que a substituição de cimento por RSROPA gerado na Bahia é compatível para a produção das peças de concreto para pavimentação.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

117

A Figura 22 mostra o comportamento das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

A resistência característica, aos 28 dias, das peças de concreto para pavimentação com 5% de RSROFD foi 11% superior à resistência das peças de referência.

As peças com 10% do resíduo apresentaram resistência 3% superior à resistência das peças de referência. Por outro lado, as peças com 15% de RSROFD apresentaram resistência 12% inferior à resistência das peças de referência. Logo, a substituição de cimento por até 10% de RSROFD é viável para a produção das peças de concreto para pavimentação.

50,0 44,3

45,0 40,0

35,5

fpk (MPa)

35,0 30,0

41,1

39,9

36,3 33,7 30,8

29,8

25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

118

Figura 22 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROFD

A Figura 23 mostra o comportamento das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA, quanto à resistência à compressão, nas idades de 7 e 28 dias.

Observa-se, com base nos valores de fpk, que as peças de concreto para pavimentação com RSROPA não atenderam à faixa estabelecida na NBR 9781 (ABNT, 1987c) para 28 dias (35,0 MPa).

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

50,0 45,0 40,0

39,9 34,8

fpk (MPa)

35,0 30,0

31,2 30,8

30,8

31,4 29,0

25,0

26,7

20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

7 dias 28 dias

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 23 – Resistência à compressão das peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, com diferentes teores de RSROPA

Para as peças de concreto para pavimentação produzidas no Espírito Santo, há influência significativa do teor de substituição de cimento por RSROPA e da idade de ruptura. Há, também, influência da interação entre o teor de RSROPA e a idade de ruptura dos blocos.

A resistência característica, aos 28 dias, das peças de concreto para pavimentação com RSROPA foi inferior à resistência das peças de referência para todos os teores de substituição estudados. Logo, a substituição de cimento por RSROPA gerado no Espírito Santo não é compatível para a produção das peças de concreto 119

para pavimentação.

Assim como nos blocos, os resultados obtidos na produção das peças de concreto para pavimentação produzidas na Bahia e no Espírito Santo foram muito diferenciados. Pode-se atribuir esse comportamento às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à possibilidade de variação no processo de prensagem. Portanto, não é possível comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

5 Comparativo de custos para produção de blocos O estudo comparativo de custos foi feito levando em consideração apenas os custos de material.

A Figura 24 apresenta o custo por unidade de resistência para os blocos de vedação utilizando RSRO. 90,0

R$ 89,4 R$ 88,3

88,0

Custo/MPa

86,0 84,0 R$ 83,4

82,0 R$ 81,7

80,0 78,0 76,0

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 24 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para produção de blocos de vedação

Para os blocos de vedação produzidos em fábrica na Bahia, o custo referente aos materiais por unidade de resistência (MPa) dos blocos com 5% e 10% de RSROPA é menor do que o custo por MPa dos blocos de referência. Entretanto, o custo por MPa dos blocos com 15% de RSROPA é superior ao dos blocos de refe120

rência. Portanto, pode-se dizer que é viável a substituição de até 10% da massa de cimento pelo resíduo para esse uso.

A Figura 25 mostra a relação entre o custo por unidade de resistência à compressão para cada teor de substituição.

Em relação aos blocos estruturais produzidos na Bahia, pode-se observar que o custo por MPa dos blocos com RSROPA é muito superior ao custo dos blocos de referência.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

185,0 R$ 179,6

180,0

R$ 180,7

175,0

Custo/MPa

170,0 165,0 160,0

R$ 161,6

155,0 R$ 153,1

150,0 145,0 140,0 135,0

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição

Figura 25 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para blocos estruturais

A Figura 26 apresenta o gráfico com a relação entre o custo por unidade de resistência à compressão (MPa) para as peças para pavimentação produzidas com a incorporação de RSROPA. 14,0 12,0

R$ 11,7 R$ 10,2

R$ 10,2

Custo/MPa

10,0 R$ 9,5

8,0 6,0 4,0

121

2,0 0,0

0%

5%

10%

15%

Teor de substituição Figura 26 – Custo por unidade de resistência (MPa) em função do teor de substituição do cimento por RSROPA para peças para pavimentação

No que se refere às peças de concreto para pavimentação produzidas em laboratório na Bahia, o custo por unidade de resistência (MPa) das peças com Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

RSROPA é inferior ao custo por unidade de resistência (MPa) das peças de referência. Constata-se, portanto, a viabilidade da substituição de até 15% da massa de cimento pelo resíduo para esse uso na Bahia.

6 Conclusões A reciclagem é considerada como uma alternativa para o problema de destinação final adequada para os resíduos e redução do impacto ambiental, provocado pelo crescente consumo de recursos naturais, e descarte inadequado desses resíduos.

As conclusões apresentadas referem-se aos resultados obtidos com os tipos, quantidades e características específicas dos materiais e técnicas de execução utilizados.

6.1 Resíduo de rochas ornamentais com polpa abrasiva (RSROPA) 6.1.1 RSROPA - Bahia Com base na análise química, pode-se observar que o RSROPA gerado na Bahia é predominantemente composto de óxido de cálcio com cerca de 9% de óxido de ferro. A estrutura dos compostos é cristalina. A dimensão média é de 6,120 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostram que o RSROPA pode ser classificado como resíduo Classe III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROPA apresentou resultados de 122

resistência à compressão satisfatórios para a produção de blocos de vedação.

Considerando os resultados de resistência à compressão, pode-se concluir que a substituição de cimento por RSROPA não é compatível para a produção de blocos estruturais.

As peças para pavimentação com RSROPA apresentaram melhor desempenho, quanto à resistência à compressão, que as peças de referência para todos os teores estudados.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

6.1.2 RSROPA - Espírito Santo A análise química aponta que o RSROPA gerado no Espírito Santo é composto predominantemente de dióxido de silício. A estrutura dos compostos é cristalina. A dimensão média é de 6,280 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostraram que o resíduo deve ser classificado como resíduo Classe II – não inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROPA é compatível para a produção de blocos de vedação.

Os blocos estruturais com 5% de RSROPA apresentaram os melhores resultados de resistência à compressão.

A substituição de cimento por RSROPA não é compatível para a produção das peças de concreto para pavimentação.

6.2 Resíduo de rochas ornamentais com corte por fio diamantado (RSROFD) 6.2.1 RSROFD - Bahia Com base na análise química, observa-se que o RSROFD gerado na Bahia é predominantemente composto de óxido de cálcio. A estrutura dos compostos é cristalina. A dimensão média é de 3,610 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostram que o RSROFD pode ser classificado como resíduo Classe III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD mostrou-se compatível para a produção de blocos de vedação.

A utilização de RSROFD gerado na Bahia não apresentou viabilidade técnica para produção de blocos estruturais, uma vez que a resistência característica foi bastante inferior à resistência dos blocos de referência.

A substituição de cimento por RSROFD foi compatível para a produção das peças de concreto para pavimentação.

Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

123

6.2.2 RSROFD - Espírito Santo A análise química aponta que RSROFD gerado no Espírito Santo é composto predominantemente de dióxido de silício. A estrutura dos compostos é cristalina. A dimensão média é de 6,280 µm. Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostraram que o resíduo pode ser classificado como resíduo Classe III – inerte.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD gerado no Espírito Santo foi compatível para a produção de blocos de vedação e peças para pavimentação.

A substituição de cimento por até 10% de RSROFD mostrou-se compatível para a produção de blocos estruturais. O teor que apresentou melhor desempenho foi o de 5% de RSROFD. Os resultados obtidos na produção blocos de vedação e estruturais bem como nas peças de concreto para pavimentação produzidos na Bahia e no Espírito Santo apresentaram comportamentos muito diferenciados. Isso pode ser atribuído às diferentes características dos materiais utilizados nos dois estados, bem como à possibilidade de variação no processo de prensagem devido às limitações da vibroprensa utilizada. Portanto, não é possível comparar os resultados obtidos na Bahia com os obtidos no Espírito Santo.

Os resultados obtidos da produção em fábrica, com a utilização de prensa pneumática, confirmam que, de fato, a utilização do RSRO substituindo parcialmente o cimento é viável para a produção de blocos.

124

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Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

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Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas

127

Juliana Machado Casali é graduada em engenharia civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (2000), com mestrado (2003) e doutorado (2008) em engenharia civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (2008). Foi integrante durante oito anos do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

5.

Alexandre Lima de Oliveira é engenheiro civil (1998) pela Universidade Federal de Santa Catarina. Doutor em engenharia civil (2004) na área de construção civil pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFSC. Atualmente é integrante do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC e professor efetivo do Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina (CEFET-SC).

128

Jefferson Sidney Camacho é engenheiro civil (1983) pela Universidade Estadual de Londrina (UEL). Mestre em engenharia civil (1986) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural (Estruturas). Doutor em engenharia civil (1995) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de alvenaria estrutural (Estruturas). Desenvolveu trabalho de pós-doutorado (2001) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP). Foi o idealizador e fundador do Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (NEPAE), sendo atualmente o coordenador desse Centro. Ingressou na UNESP como professor auxiliar de ensino em 1986, sendo hoje professor adjunto.

Luiz Roberto Prudêncio Júnior é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Mestre em Engenharia Civil (1986) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural. Doutor (1993) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de Tecnologia do Concreto, realizando parte de seus experimentos no Institute for Research in Construction – Ottawa, Canadá. Em 2001 obteve seu pós-doutorado na Inglaterra, na Loughborouh University.

Iniciou sua atividade didática na UFSC em 1982 sendo atualmente professor titular.

Fundador e coordenador do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à Base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

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5.

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social Juliana Machado Casali, Alexandre Lima de Oliveira, Jefferson Sidney Camacho e Luiz Roberto Prudêncio Júnior

1 Introdução

A

busca pelo desenvolvimento de novas tipologias e/ou tecnologias de construção para habitações de interesse social tem desafiado e mobilizado pesquisadores em todo o país. Entre as alternativas consideradas

mais promissoras em se tratando de sistemas construtivos para edificações de até quatro pavimentos está a alvenaria estrutural de blocos de concreto. Apesar do reconhecido custo inferior das edificações erigidas com esse sistema de construção, demonstrado pelo uso majoritário em habitações de interesse social no Brasil, os materiais e processos construtivos empregados não estão totalmente otimizados e racionalizados, o que demonstra um potencial de redução de custos do sistema. As principais limitações são, ainda, o custo dos blocos e a necessidade de revestimentos externos para prover uma adequada estanqueidade às alvenarias.

2 Características e objetivos do projeto O conteúdo deste capítulo é o resultado de um projeto desenvolvido pelos pesquisadores do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à Base de Cimento Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

129

Portland (GTec) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e do Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (Nepae) da Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita (Unesp), em parceria com a empresa Toniolo Pré-Moldados. O projeto foi idealizado com o objetivo de desenvolver um processo construtivo alternativo de alvenaria estrutural estanque de blocos de concreto com o objetivo de reduzir o custo dos edifícios em alvenaria estrutural para habitações de interesse social, viabilizando sua aquisição por boa parte da população brasileira atualmente excluída do mercado imobiliário; e ainda o crescimento da produção de blocos de concreto e da construção civil, gerando novos empregos e aquecendo a economia do país. Para atingir os objetivos propostos, o trabalho foi estruturado nas seguintes etapas: a) desenvolvimento de uma tipologia e família de blocos de concreto

com resistência à compressão compatível para o uso em edificações de

multipavimentos; b) modelagem numérica do comportamento estrutural de prismas e paredes

de alvenaria com os blocos de concreto usuais e com a nova geometria; c) seleção, por critérios técnicos e econômicos, de tipos e teores de aditivo

redutores de permeabilidade para ser incorporados nos blocos de concreto

e produção, em fábrica, dos blocos de concreto com dois tipos e teores de

aditivos pré-selecionados; d) dosagem e seleção de argamassas trabalháveis com baixa absorção por

capilaridade através do uso de aditivos; e) avaliação da permeabilidade de prismas e miniparedes confeccionados

130

com blocos e argamassas otimizados; f) determinação das propriedades no estado endurecido dos prismas

construídos com argamassas pré-selecionadas como resistência à

compressão, módulo de elasticidade e aderência; g) produção de blocos com nova geometria e avaliação comparativa de seu

desempenho em prismas e paredes; e h) comparação entre os resultados dos modelos numéricos e experimentais

das paredes.

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3 Desenvolvimento de uma tipologia e família de blocos de concreto com resistência à compressão compatível para o uso em edificações de multipavimentos Foram pesquisadas geometrias alternativas de famílias de blocos de concreto que atendessem aos critérios de modulação e racionalização da construção de uma forma otimizada (TORRESANI, 2006). A Figura 1 apresenta a família completa selecionada (tipologia M45).

(a)

(b)

131 (c)

(d)

Figura 1 – Blocos da Tipologia Proposta (M45): (a) bloco padrão, (b) bloco 2/3 do padrão, (c) bloco de canto e (d) bloco de junção

O bloco de concreto de (14x19x44) cm, proposto no presente trabalho, foi desenvolvido para apresentar vantagens econômicas no que diz respeito à produção e execução das alvenarias, em função da sua relação peso-volume e do Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

seu maior comprimento, bem como para apresentar um desempenho estrutural melhorado, ante os consagrados blocos de concreto (14x19x39) cm. A definição do formato e das dimensões do bloco de concreto (14x19x44) cm foi feita tomando-se como base os trabalhos desenvolvidos anteriormente por Steil (2003) e Mata (2006), que mostraram, entre outras coisas, a influência da conicidade dos blocos no desempenho estrutural de prismas de alvenaria e o efeito da falta de coincidências das paredes transversais no desempenho estrutural de prismas paredinhas respectivamente.

4 Modelagem numérica do comportamento estrutural de prismas e paredes de alvenaria: geometria usual e proposta A primeira parte do trabalho de avaliação estrutural da tipologia de bloco proposta no presente trabalho foi através de análises numéricas empregando-se elementos finitos. Para a referida análise, foi empregado o programa SAP 2000 ®, sendo adotada uma modelagem usando-se elementos sólidos. Nas Figuras 2 e 3 são apresentadas as dimensões efetivamente empregadas para a discretização dos blocos em elementos finitos de (14x19x39) cm e (14x19x44) cm respectivamente.

B A

132

Planta - Vista superior Dimensões em cm

Planta - Vista inferior Dimensões em cm

A

Indicação dos cortes B

Detalhe - CORTE AA

Figura 2 – Detalhe das dimensões do bloco de concreto (14x19x39) cm

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Detalhe - CORTE BB

B A Planta - Vista superior Dimensões em cm

Planta - Vista inferior Dimensões em cm

A

Indicação dos cortes

B

Detalhe - CORTE AA

Detalhe - CORTE BB

Figura 3 – Detalhe das dimensões do bloco de concreto (14x19x44) cm

Vale ressaltar que a conicidade empregada nos dois tipos de blocos de concreto foi a mesma, igual a 3 mm para as paredes longitudinais e a 0,15 mm para as paredes transversais. Optou-se por adotar paredes com espessuras e conicidades semelhantes em função da influência delas no desempenho estrutural de prismas de alvenaria, segundo Steil (2003).

Foram modelados prismas de três blocos de concreto, paredinhas de (1,19 x 0,99) m (comprimento x altura) e paredes de (1,19 x 2,59) m (comprimento x altura) (Figura 4).

Os elementos sólidos da base dos prismas, paredinhas e paredes (extremo inferior) foram restringidos nas três direções (x, y e z), para simular o efeito de atrito dos pratos da prensa; já os elementos do topo (extremo superior), última fiada de elementos sólidos que fica em contato com os prato de aplicação de carga, foram restringidos no plano (x,y), para simular o efeito de restrição dos pratos da prensa e liberado em “z”, para aplicação da carga.

As análises numéricas foram realizadas no regime elástico linear, adotandose como propriedades dos materiais os valores apresentados na Tabela 1 e adotados por Mata (2006). Mais detalhes sobre a modelagem empregada são apresentados no Relatório Final do Projeto (PRUDÊNCIO et al., 2008), disponível na Finep.

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

133

O nível de carregamento aplicado nos modelos empregados nas análises de elementos finitos foi limitado a 50% da carga última estimada para parede, considerando-se um fator de eficiência de 65%, de forma que os materiais trabalhassem no regime elástico linear. Em função das referidas considerações, a tensão de compressão aplicada nos modelos numéricos foi a seguinte: 50%.Fm = 0,5. 0,65. 11,5 = 3,74 MPa

Bloco 14x19x39 cm

Prisma

Bloco 14x19x44 cm

Paredinha

Parede

Prisma

(a)

Paredinha

Parede

(b)

Figura 4 – Detalhe dos elementos estruturais modelados com os blocos de concreto (a) (14x19x39) cm e (b) (14x19x44) cm para avaliação numérica do desempenho estrutural

Tabela 1 – Propriedades dos materiais consideradas nas análises numéricas

134

Resistência à compressão (Fc) (MPa)

Módulo de Elasticidade (MPa)

Coeficiente de Poisson (υ)

Bloco

11,5*

18990,5

0,17

Argamassa

5,0

4224,5

0,24

* Resistência à compressão do bloco na área líquida

Nas Figuras 5 a 7 são apresentadas as tensões máximas de tração obtidas nas análises numéricas dos prismas, paredinhas e paredes. Vale ressaltar que foram feitas análises apenas das tensões máximas de tração, por serem essas as responsáveis pela ruptura dos blocos quando empregados na confecção dos elementos de alvenaria (prismas, paredinhas e paredes).

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Tensões máximas de tração 0,00 a 0,04 MPa 0,04 a 0,12 MPa 0,12 a 0,20 MPa 0,20 a 0,27 MPa 0,27 a 0,35 MPa 0,35 a 0,42 MPa 0,42 a 0,50 MPa

Bloco 14x19x44 cm - Face externa

Bloco 14x19x39 cm - Face externa

Bloco 14x19x44 cm - Vista interna

Bloco 14x19x39 cm - Vista interna

Figura 5 – Tensões máximas de tração – Prismas de três fiadas modelados com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm

Analisando-se as distribuições de tensões máximas de tração encontradas nos prismas de três blocos (Figura 5), pode-se verificar que não existem diferenças significativas entre os dois tipos de blocos. Entretanto, quando se avaliam os resultados obtidos para as paredinhas e paredes confeccionadas com os referidos blocos (Figuras 6 e 7), pode-se perceber que o desempenho do bloco de concreto (14x19x44) cm é significativamente superior, haja vista o menor nível de tensões obtido (0,30 MPa) se comparado com o nível de tensão de tração obtido em alguns pontos para o bloco de concreto (14x19x39) cm (> 0,50 MPa). Esse fato pode ser explicado pela falta de coincidência entre as paredes transversais, quando do emprego do bloco de concreto (14x19x39) cm, o que acarreta uma concentração de tensões nessas regiões (ver detalhe de apoio dos blocos de concreto (14x19x39) cm – Figura 8). No caso dos prismas de três blocos de concreto, isso não acontece pelo fato de ambos os blocos terem sido modelados simulando prismas com as paredes longitudinais e transversais coincidentes (ver detalhe na Figura 8). Deve ser ressaltado que essa diferença entre os níveis de tensão foi obtida utilizando-se um modelo de análise elástico linear e serve apenas para Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

135

demonstrar que, se fosse definida uma tensão de tração máxima resistente dos blocos, as alvenarias construídas com os blocos de (14x19x44) cm estudados necessitariam de um carregamento de compressão mais elevado do que as alvenarias confeccionadas com os blocos tradicionais de (14x19x39) cm para romper sob esforços de compressão.

Tensões máximas de tração 0,00 a 0,04 MPa 0,04 a 0,12 MPa 0,12 a 0,20 MPa 0,20 a 0,27 MPa 0,27 a 0,35 MPa 0,35 a 0,42 MPa 0,42 a 0,50 MPa

Bloco 14x19x44 cm - Face externa

Bloco 14x19x44 cm - Vista interna

Bloco 14x19x39 cm - Face externa

Figura 6 – Tensões máximas de tração – Paredinhas modeladas com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm

Bloco 14x19x39 cm - Vista interna

Tensões máximas de tração 0,00 a 0,04 MPa 0,04 a 0,12 MPa 0,12 a 0,20 MPa 0,20 a 0,27 MPa 0,27 a 0,35 MPa 0,35 a 0,42 MPa 0,42 a 0,50 MPa

136

Bloco 14x19x44 cm - Face externa

Bloco 14x19x44 cm - Vista interna

Bloco 14x19x39 cm - Face externa

Bloco 14x19x39 cm - Vista interna

Figura 7 – Tensões máximas de tração – Paredes modeladas com blocos de concreto (14x19x44) cm e (14x19x39) cm

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Prisma

Parede

Área de apoio

Figura 8 – Detalhe do apoio entre as paredes transversais de prismas, paredinhas e paredes confeccionadas com blocos de concreto (14x19x39) cm

5 Seleção de tipos e teores de aditivo redutores de permeabilidade para ser incorporados aos blocos de concreto Esta etapa foi dividida em duas partes. A primeira parte constituiu-se em analisar sete aditivos impermeabilizantes/hidrofugantes para selecionar dois aditivos que apresentassem o melhor desempenho de estanqueidade em peças de concreto.

Após essa seleção, foi realizada a segunda parte, que corresponde à otimização da dosagem desses dois aditivos pré-selecionados. Nessas duas etapas foram utilizadas peças de pequenas dimensões (Figura 9a). Para a avaliação da estanqueidade no estado endurecido, utilizou-se um método desenvolvido pelo GTec/UFSC, conforme apresentado por Anselmo Jr. (2004), que tem como base o ensaio do Cachimbo (CSTC/NIT-140). Utilizou-se um aparato com o objetivo principal de manter constante a pressão de água sobre as peças durante o ensaio de permeabilidade por meio do uso de vasos comunicantes (Figura 9b).

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

137

Ensaio de Permeabilidade Resistência à compressão

±5

±5

(a)

(b)

2 ±5 2

Cortes

Figura 9 – (a) Posições dos cortes e destino de cada parte e (b) equipamento utilizado no ensaio de permeabilidade

Para a avaliação do teor de aditivo e espessura das paredes dos blocos, variouse a dosagem dos aditivos. Foram testadas misturas com 40%, 70% e 100% do teor máximo recomendado pelo fabricante. Além disso, produziram-se fatias de espessuras diferentes simulando blocos de septos (paredes) variáveis. Essas fatias foram obtidas de maneira semelhante à da etapa anterior (com cortes) e tinham espessuras 138

de 20 mm, 25 mm e 32 mm.

Diante dos resultados encontrados, optou-se em produzir os blocos em escala real, utilizando-se a dosagem de 70% do teor máximo recomendado pelos fabricantes. Para a geometria dos blocos, foi adotada a espessura de parede de 25 mm, por ser a mínima aceita por norma vigente na época do estudo – NBR 6136:1994 (atualmente admitem-se 20 mm – NBR 6136:2006) para blocos de concreto com função estrutural e também por ser a que estava à disposição na empresa para a produção.

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A produção dos blocos com o uso dos aditivos e da mistura de referência foi realizada na empresa parceira, Toniolo Pré-moldados Ltda., e durante essa etapa não foram observadas alterações significativas na produtividade da máquina vibroprensa real, por conta do emprego dos aditivos e das dosagens selecionadas. Os blocos seguiram a mesma linha de produção adotada normalmente pela empresa e foram posteriormente identificados e separados para desenvolvimento do restante da pesquisa.

Na Tabela 2 são apresentadas as características dos blocos de concreto fabricados.

Tabela 2 – Características dos blocos de concreto fabricados com e sem aditivos

Bloco de concreto

Absorção total média (%)

Referência

6,7

DE

7,0

RI

6,4

Dimensões (cm)

Volume médio (dm3)

Alíquida/Abruta

14 x 19 x 39

5,48

53,2

Os valores de absorção de água total foram similares entre os lotes produzidos, demonstrando que o aditivo não influenciou nessa propriedade (Tabela 2).

Cabe ressaltar que a norma NBR 6136:2006 recomenda que a absorção total deva ser menor ou igual a 10%.

Na Figura 10 são apresentados os valores obtidos de absorção de água por capilaridade versus a raiz quadrada do tempo.

Detalhe ampliado (escala y) Absorção de água (g/cm²)

0,06

1,4

0,05

1,2

0,03

0,04

1,0

0,02

0,8

0,00

0,01 0,0

0,6 0,4 0,2 0,0 0,0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

1,8

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

1,8

2,1

DE RI REF DE Superior DE Inferior RI Superior RI Inferior

2,1

Tempo (√h) Figura 10 – Absorção de água por capilaridade versus a raiz quadrada do tempo: (a) blocos de concreto com e sem aditivo e (b) blocos de concreto com aditivos (detalhe)

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

139

Observa-se que os blocos de concreto aditivados apresentam uma taxa de absorção de água significativamente inferior à dos blocos de referência (sem aditivos).

Na Tabela 3 é apresentada a resistência à compressão média e característica dos blocos de concreto e o coeficiente de variação.

Tabela 3 – Resistência à compressão média e característica dos blocos de concreto de referência e os moldados com aditivos hidrofugantes/impermeabilizantes (DE e RI)

Bloco de concreto

Resistência característica (MPa)

Resistência média (MPa)

Coeficiente de variação (%)

Referência

6,45

8,81

14,1

DE

5,31

8,90

28,2

RI

8,20

10,08

12,4

Um ponto muito importante detectado no estudo foi quanto à influência da textura superficial dos blocos na estanqueidade. Verificou-se, durante os estudos de dosagem, que peças com piores acabamentos superficiais apresentaram desempenhos inferiores. Dessa forma, para melhorar a textura superficial, aconselha-se uma seleção criteriosa dos agregados miúdos que permita a obtenção de uma textura mais fechada.

6 Seleção de aditivos e dosagem das argamassas Nesta etapa, o objetivo principal foi avaliar a influência do emprego de diferentes tipos de aditivos hidrofugantes ou impermeabilizantes nas propriedades do 140

estado fresco e endurecido de argamassas de assentamento, no intuito de viabilizar sua utilização em alvenarias aparentes estanques.

Para atender ao proposto, foram empregados cinco diferentes tipos de aditivos em dois tipos de argamassas: de cimento e mistas de cal e cimento. Foram avaliadas as propriedades consistência, trabalhabilidade, plasticidade, retenção de água, massa específica e teor de ar incorporado, absorção de água por capilaridade, resistência à compressão, resistência à tração na flexão e módulo de elasticidade.

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O comportamento das argamassas na absorção de água por capilaridade em função do tempo é apresentado na Figura 11. Observa-se que, para todas as argamassas contendo aditivos, houve redução na absorção de água por capilaridade. É verificado também que o melhor desempenho foi apresentado pelas argamassas de cimento com aditivos, ou seja, aquelas que não continham cal hidratada (CR).

Entretanto, por uma questão de deficiência de trabalhabilidade das argamassas de cimento, optou-se por empregar a argamassa mista com aditivo RI, identificada na

Absorção de água (g/cm²)

Figura 11 como MR (a segunda de melhor desempenho).

C REF MK M REF CK MS CM MM CS MR CR MV CV

3,00 2,70 2,40 2,10 1,80 1,50 1,20 0,90 0,60 0,30 0,00 0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

Raíz do Tempo (√h) Figura 11 – Absorção de água por capilaridade em função da raiz do tempo

A influência desses aditivos nas demais propriedades mencionadas foi também estudada e os resultados apresentados em Casali, Gava e Prudêncio Jr. (2006). Observou-se que a introdução dos aditivos não alterou consideravelmente tais propriedades.

141

7 Permeabilidade de prismas e paredes confeccionados com blocos e argamassas aditivadas Para a avaliação da permeabilidade dos prismas confeccionados com blocos e argamassas selecionadas anteriormente, foi utilizado um ensaio alternativo ao preconizado pela ASTM E 514. No ensaio realizado (Figura 12), o bloco de concreto é parcialmente submerso em uma lâmina de 4 cm de água com a face de maior área na Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

horizontal e determina-se o tempo que a água atravessa a parede exposta do bloco (aparecimento de mancha de umidade na face interna dessa parede). Esse ensaio já foi realizado em outros trabalhos no GTec e reproduz bons resultados.

Figura 12 – Ensaio de estanqueidade em prismas de alvenaria

Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 4, onde estão sintetizados os resultados dos tempos de afloramento da água na face interna inferior dos prismas. Esses resultados estão agrupados em apenas três colunas, que se referem unicamente ao tipo de bloco empregado na confecção dos prismas, já que foram confeccionados com a mesma argamassa mista MR. Tabela 4 – Tempo de afloramento da água na face interna dos prismas submetidos ao ensaio de permeabilidade

Bloco

No CP

Tempo de afloramento da água (min: seg)

Observação

1

180:00

Após 50 minutos, houve o aparecimento de uma pequena umidade no canto, possivelmente causada pela má aplicação da pintura lateral.

2

10:00

Passagem de água entre a argamassa de assentamento e a argamassa de rejunte colocada para a selagem dos orifícios.

1

20:00

Interface entre argamassa e bloco de concreto.

2

3:00

Passagem entre a argamassa de assentamento e a argamassa de rejunte colocada para a selagem dos orifícios.

RI 142

DE

Após a realização do ensaio, os prismas eram desmontados e verificado onde ocorreu a passagem de água, que, na maioria dos casos, ocorria na interface bloco de concreto e argamassa de assentamento.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Para avaliar a estanqueidade de alvenarias de blocos de concreto foram confeccionadas paredes de (1,20x1,20) m para o ensaio de permeabilidade segundo a ASTM E 514 (Standard test method for water penetration and leakage through masonry). Foi construída uma parede para cada combinação bloco de concreto (RI e DE) e argamassa de assentamento MR. Na Figura 13, pode ser observado o ensaio de permeabilidade sendo realizado na parede confeccionada com bloco de concreto DE. Os resultados obtidos nos ensaios estão sintetizados na Tabela 5.

Figura 13 – Ensaio de permeabilidade na parede confeccionada com bloco de concreto DE

143 Tabela 5 – Síntese dos resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade segundo a ASTM E 514

Bloco de concreto utilizado

Primeira mancha (min)

RI DE

Área de molhagem em porcentagem da área de exposição à água (%) 3 horas

5 horas

7 horas

70

0,1

0,3

0,6

-*

-

-

-

*Durante a realização de todo o ensaio a parede DE não apresentou nenhuma área de molhagem

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

Como pode ser visualizado na Tabela 5, apenas um corpo-de-prova atendeu ao primeiro dos requisitos da ASTM (tempo de aparecimento da primeira mancha superior a 180 min), que foi a parede moldada com o bloco de concreto DE. Para essa parede, não foi observada nenhuma área de molhagem de água até o término do ensaio (7 horas). Os demais requisitos (área de molhagem a 5 e 7 horas) foram atendidos para todas as paredes estudadas. Cabe ressaltar que os valores de área de molhagem para a parede RI foram muito baixos e ao longo do tempo essas áreas não aumentaram significativamente.

O desmonte das paredes após cada ensaio permitiu verificar as causas do nãoatendimento das prescrições normativas para a parede RI e o comportamento da parede DE. A passagem de água através dos blocos, como já era esperado, não ocorreu nas paredes com blocos aditivados. Para a parede DE, em que não houve ocorrência de mancha de umidade após 7 horas de ensaio, pôde-se constatar na demolição que houve uma penetração de água também em falhas da interface bloco de concreto e argamassa de assentamento. Entretanto, isso não foi o suficiente para o aparecimento de manchas na parede.

Pode-se concluir que é viável a construção de paredes estanques de alvenaria estrutural sem a necessidade de revestimento externo, apenas com a utilização de materiais adequados (bloco de concreto e argamassa de assentamento contendo aditivos hidrofugantes/impermeabilizantes).

144

8 Propriedades dos prismas confeccionados com blocos e argamassas com baixa permeabilidade no estado endurecido Para a verificação do desempenho desses blocos de concreto produzidos na alvenaria, optou-se pela realização de ensaio de prismas. Esses prismas foram assentados com a argamassa de assentamento MR. Essa argamassa de assentamento foi caracterizada no estado fresco (GTec Teste) e no estado endurecido (resistência à compressão e módulo de elasticidade). Além disso, foram confeccionados outros três prismas com quatro unidades de altura destinados ao ensaio de resistência de Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

aderência na flexão conforme a norma americana ASTM E518-80. Os ensaios também foram realizados aos 28 dias.

A Tabela 6 apresenta os resultados obtidos de resistência à compressão das argamassas (em corpos-de-prova de 5x10 cm), dos blocos de concreto e dos prismas (fator de eficiência). Além disso, mostra os módulos de elasticidade da argamassa e dos prismas (conjunto bloco-argamassa) obtidos através do gráfico tensão versus deformação específica.

Observando a Tabela 6, percebe-se que a resistência à compressão das argamassas aumentou conforme as moldagens dos prismas. O traço utilizado foi o mesmo, porém, como foi fixada a trabalhabilidade, a quantidade de água era variada.

Para os prismas RI foi utilizada uma quantidade de água maior (relação a/c = 1,52), enquanto para os prismas DE a relação a/c foi de 1,49. Porém, para o módulo de elasticidade, as duas argamassas apresentaram valores semelhantes.

Tabela 6 – Propriedades dos prismas com blocos de concreto e argamassa de baixa permeabilidade

Bloco

Resistência à compressão (MPa)* Argamassa+

Bloco

Prisma

RI

7,96

10,07

8,24

DE

9,25

8,9

6,94

* - Valores médios ** - Módulo de elasticidade em área líquida

Módulo de elasticidade (MPa) Argamassa+

Prisma**

Resistência de aderência à flexão (MPa)++

0,82

7580

14777

0,28

0,78

7773

7532

0,26

Fator de eficiência

+

- CP 5x10 cm - Valor máximo encontrado de três prismas

++

Os valores obtidos de resistência à aderência na flexão foram semelhantes e próximos ao mínimo recomendado por Sabbatini (2002) (0,25 MPa).

9 Produção de blocos com nova geometria e avaliação comparativa do seu desempenho em prismas e paredes A produção dos blocos com a nova geometria com mistura de referência foi realizada na empresa parceira, Toniolo Pré-moldados Ltda., e para essa etapa foi necessário o uso de uma forma especialmente confeccionada para este projeto.

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

145

Foram produzidos aproximadamente 100 blocos de concreto (14x19x44) cm (largura, altura e comprimento) e espessura de parede de 25 mm, sem aditivos hidrofugantes ou impermeabilizantes.

O traço utilizado foi semelhante ao já empregado pela empresa para resistência característica (fbk), de 6 MPa. Foi feita apenas uma correção na quantidade de areia fina para melhorar a coesão da mistura. Na Tabela 7 são apresentadas as quantidades de material utilizadas para a produção dos blocos de concreto com a nova geometria. A Figura 14 mostra a produção dos blocos de concreto com a nova geometria.

Tabela 7 – Quantidade de material utilizado para a produção dos blocos de concreto com a nova geometria

Mistura

Cimento (kg)

Pedrisco (kg)

Areia Média (kg)

Areia Fina (kg)

1

100

270

550

250

146

Figura 14 – Produção dos blocos de concreto com a nova geometria

Com o intuito de realizar um comparativo entre a geometria usual e a nova geometria, foram confeccionados prismas e paredes com a mesma argamassa de assentamento (argamassa mista – cimento, cal e areia – com traço 1:1:5, em volume e areia seca) (Figura 15).

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(a)

(b)

Figura 15 – Detalhe da moldagem dos prismas (a) e das paredes para ensaio de resistência à compressão (b)

Foram confeccionados três prismas de três blocos e duas paredes de 13 fiadas com os dois tipos de blocos estudados. Todos os ensaios foram realizados aos 28 dias após sua moldagem. Cabe ressaltar que, em todos os casos, foi utilizado argamassamento total.

A determinação das deformações para a obtenção do módulo de elasticidade da argamassa e dos prismas foi realizada utilizando-se relógios comparadores analógicos com precisão de 0,001 mm.

Nas paredes, as deformações foram obtidas com transdutores de deslocamentos (LVDTs) em posições opostas das paredes e com straingauges em posições predefinidas em função das maiores tensões tanto de tração apresentadas no modelo computacional distinta para cada geometria. Nas Figuras 16 e 17 pode ser observado o esquema de posicionamento dos instrumentos.

A Tabela 8 apresenta os resultados obtidos de resistência à compressão e módulo de elasticidade da argamassa de assentamento, dos prismas e das paredes.

Tabela 8 – Resistência à compressão e módulo de elasticidade das argamassas, dos prismas e das paredes

Geometria

Resistência à compressão (MPa)* Argamassa+

Usual Nova

5,41

Fator de eficiência

Bloco

Prisma

Parede

Prisma

Parede

11,45

8,24

7,06

0,72

0,62

10,06

8,05

6,30

0,70

0,55

* - Valores médios e em área bruta + - CP 5x10 cm

Módulo de elasticidade (MPa) Argamassa 7593

Prisma** 12464 16675

** - Módulo de elasticidade secante em área bruta

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

147

13 12 11 10 9

Straingauges horizontal

Straingauge vertical

Transdutor de deslocamento Straingauges horizontal

8 7 6 5 4 3 2 1

Figura 16 – Posição dos straingauges e transdutores de deslocamento (LVDTs) do bloco de concreto de (14x19x39) cm

13 12 11 10 9

Straingauge vertical Straingauges horizontal

Transdutor de deslocamento Straingauges horizontal

Straingauges horizontal

8 7 6 5 4 3 2 1

148 Figura 17 – Posição dos straingauges e transdutores de deslocamento (LVDTs) do bloco de concreto de (14x19x44) cm

Pode-se observar na Tabela 8 que os resultados de resistência à compressão média dos blocos de concreto, prismas e paredes, para a nova geometria (14x19x44) cm, foram ligeiramente inferiores em relação aos observados para a geometria usual Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

(14x19x39) cm. Acredita-se que esse fato ocorreu em função dos blocos (14x19x44) cm terem sido obtidos de uma produção protótipo, com pouco tempo para ajustes de equipamento e fôrma. Com isso, esses blocos apresentaram algumas deficiências, principalmente na variação da espessura das paredes longitudinais e na variação de massa das unidades. Isso pode ter gerado alguns pontos de fraqueza, prejudicando o desempenho final nos ensaios à compressão.

10 Comparação entre os resultados dos modelos numéricos e experimentais das paredes Na Figura 18, encontram-se as distribuições de tensões nas paredes confeccionadas com os dois tipos de blocos, juntamente com a posição e a numeração dos straingauges empregadas no ensaio. Vale ressaltar que, para ambas as paredes, a maioria dos straingauges foi posicionada na horizontal, com o intuito de se avaliar o nível de deformação de tração sofrido durante o carregamento.

Tensões máximas de tração

13

0,00 a 0,04 MPa 0,04 a 0,12 MPa 0,12 a 0,20 MPa 0,20 a 0,27 MPa 0,27 a 0,35 MPa 0,35 a 0,42 MPa 0,42 a 0,50 MPa

12 11 10 9 8 7

7e9 8 e10

6 5

7e9 8 e10

4 3 2

149

1 Straingauges 5 e 11 na vertical e em lados opostos (a)

Straingauges 5 e 6 na vertical e em lados opostos (b)

Figura 18 – Detalhe das distribuições de tensões máximas de tração e do posicionamento dos straingauges na parede confeccionada com os blocos: (a) 14x19x39 cm e (b) 14x19x44 cm

Nas Figuras 19 e 20 são apresentados os resultados de deformação obtidos nos ensaios de parede para as duas tipologias de bloco.

Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

10

0,5

Deformação (1/1000)

0,4 0,3 9

0,2

8 4 1,2,3,6,7

0,1 0,0

0

0,5

1

1,5

2

2,5

-0,1

3

3,5

Tensão (MPa)

-0,2 -0,3 -0,4 -0,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Figura 19 – Resultados obtidos no ensaio da parede confeccionada com o bloco de concreto (14x19x39) cm 0,5

Deformação (1/1000)

0,4 0,3 8

0,2 0,1 0,0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

7,10 1,4,9 2,3 3,5

Tensão (MPa)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Figura 20 – Resultados obtidos no ensaio da parede confeccionada com o bloco de concreto (14x19x44) cm

Apesar de o desempenho das paredes confeccionadas com blocos de concreto (14x19x44) cm ter sido ligeiramente inferior ao das paredes dos blocos de concreto (14x19x39) cm (conforme mencionado no item anterior), as deformações de tração medidas através dos straingauges e apresentadas nas Figuras 19 e 20 mostram que a parede confeccionada com blocos de geometria usual apresentam deformações de 150

tração sensivelmente superiores às observadas na parede com blocos de concreto (14x19x44) cm. Esse fato serve para ratificar os resultados obtidos nos modelos numéricos, e vai ao encontro da tese de que as deficiências apresentadas pelos blocos de concreto (14x19x44) cm podem ter causado a ruptura prematura das paredes.

Os resultados obtidos nos ensaios das paredes indicam que as regiões mais solicitadas à tração encontram-se próximas dos pontos 8, 9 e 10, pontos esses apontados como regiões mais tracionadas no modelo numérico.

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Com relação às deformações devidas aos esforços de compressão, ambas as paredes apresentaram deformações similares dentro da faixa de tensão analisada (3,5 MPa à compressão). Vale ressaltar que o nível de tensão de compressão foi limitado em 3,5 MPa, por ser um valor próximo ao empregado nas análises numéricas e por estar dentro do regime elástico linear.

11 Considerações finais O trabalho desenvolvido mostrou a possibilidade de produção de paredes estanques a partir do uso de blocos de concreto e argamassas devidamente aditivadas. Além disso, o desenvolvimento de uma nova geometria para os blocos permitiu a melhoria de desempenho estrutural e construtivo.

Com relação ao desenvolvimento do trabalho propriamente dito, deve-se ressaltar o sucesso obtido com o modelo de pesquisa em rede, que permitiu associar pesquisadores e laboratórios de diferentes centros de pesquisa, aproveitando ao máximo as potencialidades de cada.

Tomando-se como referência os trabalhos desenvolvidos no país em alvenaria estrutural de blocos de concreto, os resultados experimentais obtidos foram impressionantes. Conseguiu-se atingir resistências em paredes muito acima do esperado para o nível de resistência dos blocos empregados, conduzindo a um fator de eficiência (parede/bloco) da ordem de 60%, o que demonstra a importância da qualidade do ensaio na obtenção de resultados confiáveis.

A micromodelagem por elementos finitos das paredes e primas de alvenaria utilizando-se elementos sólidos, mais uma vez, mostrou-se uma ferramenta extremamente útil para detectar concentrações de tensões e propiciar melhorias no sistema de alvenaria estrutural, nesse caso especificamente na geometria dos blocos de concreto.

Ao final deste trabalho, deve-se ressaltar a potencialidade do uso do sistema desenvolvido com o novo bloco para habitações de interesse social, em função da grande racionalização da construção e reduções de seu custo final. Entre as vantagens do sistema com a nova tipologia de bloco, merecem destaque: Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

151

a) dispensa de revestimento argamassado externo pela boa estanqueidade; b) aumento da produtividade na execução (aproximadamente 12%); c) maior facilidade de manuseio do bloco, da passagem de tubulações

elétricas, de grauteamento e disposição de armaduras verticais; e d) economia de argamassa de assentamento por redução do número de juntas

verticais, de septos transversais e redução de área de encabeçamento.

Para finalizar, entende-se que o sistema construtivo proposto é técnica e

economicamente viável, faltando apenas um incentivo a empresas produtoras de bloco e construtoras, por parte de órgãos de fomento, para torná-lo atrativo para aplicação imediata na construção civil.

Agradecimentos À empresa Rischbieter Indústria e Comércio, pelo apoio prestado na área de aditivos impermeabilizantes. À empresa Toniolo Pré-Moldados, por ter acreditado na idéia e ter aceitado participar deste projeto.

Referencias bibliográficas ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136: 152

Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural. Rio de Janeiro, 1994.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136: Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural. Rio de Janeiro, 2006.

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Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

CASALI, J. M. Estudo comparativo de tipos de argamassa de assentamento para alvenaria estrutural de blocos de concreto. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2003.

MATA, R. C. Influência do padrão de argamassamento na resistência à compressão de prisma e mini-paredes de alvenaria estrutural de blocos de concreto. 2006. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de PósGraduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.

PRUDÊNCIO JR., L. R. et al. Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social – ALVBLOC. Relatório Final. Florianópolis, Outubro 2008. 77 p.

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STEIL, R. O. Efeito da geometria de bloco de concreto e do tipo de argamassa no desempenho à compressão de prismas de alvenaria não grauteados. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de PósGraduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2003.

TORRESANI, J. H. Proposta de nova tipologia de blocos de concreto para alvenaria estrutural e contribuição para a fabricação de blocos em escala reduzida. 2006. 151 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.

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Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social

153

Regina Helena Ferreira de Souza é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UERJ) em 1978, mestre pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 1985 e doutora em Engenharia Civil pelo Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa em 1990. Em 1998 completou um programa de pós-doutorado no Instituto Superior Técnico, em Portugal. É professora titular de Estabilidade das Construções da UFF desde 1994. No momento, atua como professora do Departamento de Estruturas e Fundações da UERJ, como pesquisadora da UFF, CNPq, Faperj e Finep e como consultora na área da recuperação e reforço de estruturas de concreto, sendo autora de mais de 50 trabalhos técnicos publicados no Brasil e no exterior.

6.

Márcia Dacache Felício possui mestrado em engenharia civil pela Universidade Federal Fluminense (1995). Enquadrada como assistente em administração na referida Universidade, atua também como pesquisadora, principalmente nos seguintes temas: ancoragem, aderência, concreto de alta resistência e durabilidade. Atualmente integra a pesquisa Análise de Desempenho de Revestimentos de Fachadas (REFA), financiada pelo CNPq/Finep, com a participação de algumas instituições superiores de ensino e várias empresas de construção de vulto.

154

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

6.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas Regina Helena Ferreira de Souza e Márcia Dacache Felício

Resumo

O

s objetivos da presente pesquisa são avaliar o desempenho, ao longo do tempo, dos revestimentos de concreto aparente e de alvenaria normalmente utilizados nas fachadas prediais e compreender os mecanismos

de degradação que ocorrem nesses sistemas. Trata-se de um estudo experimental que está sendo desenvolvido a partir da parceria de três universidades e três empresas do ramo da construção civil, a saber: Universidade Federal Fluminense (UFF), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), JM Construções, RG Côrtes Engenharia S.A. e Pinto de Almeida Engenharia S.A.

155

Para tal, foi construída a “Estação de Ensaio de Revestimentos de Fachadas” em frente à Baía de Guanabara, onde os modelos, constituídos por paredes de alvenaria, ficam expostos ao ambiente marinho e às intempéries. A construção dessas paredes, no que se refere aos materiais e às técnicas executivas, teve como premissa reproduzir os procedimentos usuais das obras. Este estudo, além da originalidade no país, é de grande importância na atualidade.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

No presente trabalho, faz-se breve descrição da pesquisa e apresentam-se os resultados dos primeiros ensaios realizados, que se referem à caracterização das alvenarias, do concreto e das argamassas usados na construção desses modelos, bem como dos ensaios de permeabilidade nas paredes.

1 Introdução Os destacamentos de partes de revestimentos de fachadas, frequentemente veiculados nos noticiários, às vezes com acidentes fatais, a presença constante de umidade nas paredes internas das edificações, os problemas de infiltração e a sujeira nas fachadas são exemplos típicos de degradações associadas principalmente ao envelhecimento natural das estruturas e à falta de manutenção (SOUZA; ALMEIDA; VERÇOSA, 2005).

Entretanto, têm-se observado também, com certa frequência, problemas em edifícios recém-construídos, como, por exemplo, manchas em pastilhas cerâmicas, manchas em placas de granito, destacamentos de pastilhas cerâmicas, fissuras em pisos e infiltrações. Tal fato pode ser atribuído não só ao surgimento crescente de novos materiais como também a técnicas de construção que visam a maior rapidez e economia, sem, contudo, ter-se plena garantia do desempenho da estrutura ao longo do tempo.

As condições de exposição das superfícies das paredes externas podem desencadear mecanismos de degradação, tais como fissuras de retração, deficiência de aderência, fungos e bolor, como é o caso da ação conjunta da chuva e do vento.

156

As superfícies de concreto aparente devem ser finalizadas com a aplicação de revestimentos protetores normalmente constituídos por hidrofugantes e impermeabilizantes. Esse tratamento tem por objetivo promover proteção à estrutura que minimize a penetração da água e dos agentes agressivos. Existe, no mercado, uma infinidade de membranas e pinturas de revestimento que, apesar de sua importância, precisam ser avaliadas quanto ao desempenho e à eficiência ao longo do tempo.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Considerando-se todos esses aspectos, constatou-se a necessidade de estudo da durabilidade das fachadas por meio do desenvolvimento de pesquisa que não só considerasse todos os materiais constituintes em escala real e ao longo do tempo, mas também que mobilizasse todos os intervenientes do processo, ou seja, professores e alunos de universidades, pesquisadores, construtores, fabricantes de materiais, arquitetos e engenheiros (SOUZA; ALMEIDA; VEIGA, 2005).

2 Descrição dos modelos estudados Os modelos experimentais constituem-se de 12 paredes de alvenaria com dimensões de 2,00 m x 2,00 m, sendo 11 com blocos cerâmicos e uma com blocos de concreto, apoiadas sobre vigas de concreto armado e revestidas com diferentes tipos de materiais. O conjunto de paredes assim constituído foi denominado “Estação de Ensaio de Revestimentos de Fachadas” e construído no Campus da UFF, em frente à Baía de Guanabara, na cidade de Niterói (RJ). As paredes foram dispostas de modo a receber o vento e a chuva dominantes. Assim, suas faces frontais recebem a maior incidência dos agentes agressivos e, de acordo com a rotação do Sol no local, as faces posteriores recebem a maior insolação.

Tipos de revestimentos estudados

São estudados os revestimentos mais comumente utilizados em paredes de alvenaria, como as argamassas fabricadas em canteiro de obra e as argamassas industrializadas. Para o acabamento final, são testados tintas e texturas, materiais cerâmicos e pedras ornamentais.

157

As especificações dos materiais utilizados encontram-se descritas abaixo. A construção das paredes e a aplicação dos revestimentos e acabamentos finais foram executadas por profissionais cedidos pelas construtoras e seguiram a prática corrente das obras. · Parede 1: bloco de concreto + argamassa padrão + pintura · Parede 2: bloco cerâmico + argamassa padrão + pintura Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

· Parede 3a: bloco cerâmico + argamassa padrão com saibro + pintura · Parede 3b: bloco cerâmico + argamassa padrão com fibra + pintura · Parede 4: bloco cerâmico + argamassa padrão + pintura · Parede 5: bloco cerâmico + argamassa padrão + textura · Parede 6: bloco cerâmico + argamassa industrializada 1 + pintura e textura · Parede 7: bloco cerâmico + argamassa industrializada 2 + pintura e textura · Parede 8: bloco cerâmico + argamassa semipronta de cal + pintura e textura · Parede 9: bloco cerâmico + argamassa industrializada 3 já texturada e pigmentada · Parede 10: bloco cerâmico + argamassa padrão + pastilha e cerâmica · Parede 11: bloco cerâmico + argamassa padrão + granito e textura · Parede 12: bloco cerâmico + argamassa padrão sarrafeada, referência sem acabamento · Parede de referência (dentro do laboratório): bloco cerâmico + argamassa padrão + pintura e textura Em todas as paredes, adota-se o mesmo procedimento na frente e atrás. Outros detalhes do projeto podem ser conferidos na internet, na página www.uff.br/refa.

As Figuras 1 e 2 apresentam uma vista da Estação de Ensaio.

158

Figura 1 – Vista geral da Estação de Ensaio de Revestimentos de Fachadas

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Figura 2 – Paredes revestidas com (a) argamassa sarrafeada, (b) materiais cerâmicos, (c) granito e textura, e (d) argamassa industrializada 3

3 Metodologia Para facilitar a implantação e o controle de todas as atividades, o projeto de pesquisa foi dividido em etapas.

As atividades da 1ª etapa referem-se à Definição do Programa Experimental – pesquisa bibliográfica, leitura e análise dos dados bibliográficos, estabelecimento de contatos, busca de financiamento, autorização do reitor para utilização de espaço do campus e outras. A relação das referências bibliográficas pesquisadas e analisadas encontra-se na página do projeto na internet: www.uff.br/refa.

A 2ª etapa refere-se à Implantação da Estação UFF de Ensaio Natural de Revestimentos. Constam desta etapa as atividades de: locação física da “Estação de Ensaio”; cálculo, detalhamento e construção dos modelos físicos; aplicação dos revestimentos de argamassa; aplicação dos acabamentos finais nas paredes; compra de equipamentos; ensaios de caracterização dos blocos das alvenarias, do concreto das vigas e das argamassas; interpretação e análise dos dados desses ensaios; redação de relatórios; leitura e análise de dados bibliográficos e normas; divulgação dos resultados em publicações técnicas; e apresentação de trabalhos em eventos.

A 3ª etapa consiste na realização dos Ensaios de Campo, e a 4ª etapa refere-se à Continuidade dos Ensaios de Campo, para avaliação do desempenho dos materiais ao longo do tempo. Prevê-se a continuidade da pesquisa por pelo menos 10 anos.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

159

4 Descrição dos ensaios Os métodos de ensaio estão descritos no item 6.

4.1 Ensaios de curta duração a) Caracterização dos blocos cerâmicos e de concreto: · avaliação das dimensões; · determinação da massa e da absorção de água. b) Caracterização das argamassas: · resistência à compressão axial; · resistência à tração por compressão diametral; · retração; · densidade de massa aparente; · consistência no estado fresco; · densidade de massa no estado fresco; · absorção de água por capilaridade; · permeabilidade. c) Caracterização do concreto: · resistência à compressão axial; · absorção de água por capilaridade; · permeabilidade.

160

4.2 Ensaios de longa duração a) Ensaios sobre as paredes: · determinação do perfil de umedecimento na espessura do revestimento

devido à penetração da água da chuva, com o auxílio do umidímetro; · determinação do teor de umidade superficial, com auxílio de higrômetro

portátil; Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

· determinação da aderência dos revestimentos, NBR 13528; · determinação da permeabilidade, RILEM Test Nº II.4, 1980; · verificação da formação e da evolução das manchas de umidade e do

aparecimento de fissuras, colonização biológica, alteração cromática e

efeitos da poluição. b) Ensaios sobre o concreto aparente das vigas: · avaliação da penetração de cloretos, ensaio químico; · avaliação da penetração de dióxido de carbono, RILEM TC14-CPC, 1988. c) Avaliação do ambiente: · temperatura e umidade relativa do ar; · precipitação de chuvas; · intensidade e velocidade do vento.

Dados relativos às condições atmosféricas, obtidos em registros constantes,

por meio de estação meteorológica existente no campus da UFF, ao lado da estação de ensaios.

5 Apresentação dos resultados dos ensaios Nas Tabelas 1 a 9, descrevem-se as composições e os resultados dos ensaios de curta duração que se referem à caracterização dos materiais.

5.1 Blocos para alvenaria

161

Os blocos para alvenaria foram obtidos dos canteiros de obras das construtoras co-executoras, sendo utilizados em suas obras de edificações. Os blocos cerâmicos são de fabricação da Cerâmica Colonial e têm 10 furos. Os blocos de concreto são de fabricação da empresa Mahupe. Para a confecção das paredes, após o assentamento dos blocos cerâmicos, foram executadas amarrações laterais (pilaretes) e no topo (vergas) com concreto armado.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

(a)

(b)

(c)

Figura 3 – Ensaios nos blocos da alvenaria: (a) imersão dos blocos de concreto em água fria; (b) imersão dos blocos cerâmicos em água quente; e (c) pesagem dos blocos

Tabela 1 – Resultados dos ensaios nos blocos da alvenaria

Tipos de blocos

Método de ensaio

Ensaios realizados

NBR 7171 (ABNT, 1992a)

Avaliação das dimensões

NBR 8947 (ABNT, 1985)

Determinação da absorção de água

NBR 7173 (ABNT, 1982)

Avaliação das dimensões

NBR 12118 (ABNT, 2006)

Determinação do teor de umidade e absorção de água

Cerâmicos

Concreto

162

Resultados L=9 mm; H=19 mm; C=19 mm L=9 mm; H=19 mm; C=29 mm Espessura das paredes externas: 7 mm 15,5% Atende à NBR 7171:92: 8% < absorção < 25% L=9 mm; H=19 mm; C=19 mm L=9 mm; H=19 mm; C=29 mm Espessura das paredes: 17 mm Umidade: 14,03% Absorção de água: 10,24% Valores atendem à NBR 7173:1982

5.2 Concreto O concreto foi dosado em central, pela Engemix S.A., com a composição apresentada na Tabela 2. Os resultados dos ensaios de caracterização do concreto seguem na Tabela 3.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Tabela 2 – Composição do concreto

Materiais

Dosagem em massa (kg/m3)

Cimento CPIII-40RS

384

Brita 1

985

Areia artificial

441

Areia natural grossa

364

Aditivo polifuncional

1,7

Água rede de abastecimento

187

Tabela 3 – Resultados dos ensaios de concreto

Método de ensaio NBR 10342 (ABNT, 1992b)

Ensaios realizados

Idade (dias)

Resultados

Abatimento medido

0

130 mm

NBR 5739 (ABNT, 2007)

Resistência à compressão

28 60

43,0 MPa 51,1 MPa

NBR 9779 (ABNT, 1995a)

Determinação da absorção de água por capilaridade

180

0,506 g/cm3

RILEM-Test Nº II.4 (RILEM, 1980)

Water absorption under low pressure.

Pipe method

240

0,5 cm3 após 60 min

A Figura 4 ilustra as etapas do ensaio de absorção de água por capilaridade.

Ao término desse ensaio, os corpos-de-prova foram rompidos diametralmente para observação e medição da altura de penetração de água, como pode ser visto na Figura 5.

163

(a)

(b)

(c)

Figura 4 – Ensaio de absorção de água por capilaridade no concreto: (a) corpos-de-prova em estufa; (b) sob a ação de lâmina d’água; e (c) submetidos à pesagem

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

Figura 5 – Ensaio de absorção de água por capilaridade no concreto, medição da altura de penetração da água após corte diametral (unidades em mm)

5.3 Argamassas 5.3.1 Dosagem Todas as paredes receberam chapisco chapado sobre a alvenaria. A composição do chapisco encontra-se descrita na Tabela 4.

Tabela 4 – Composição do chapisco, por betonada

Materiais

Dosagem em massa (kg)

Cimento CPIII – 40RS

100

Areia

240

Aditivo adesivo

11,7

Água rede de abastecimento

23

Foram estudadas três composições diferentes para as argamassas de revesti164

mento das alvenarias, preparadas em canteiro e especificadas na Tabela 5, e quatro composições de argamassas industrializadas, especificadas na Tabela 6.

Com exceção das paredes 4 e 11, todas as demais receberam camada única de emboço com 2,5 cm de espessura. A parede 11, conforme exposto anteriormente, foi revestida de granito e textura. A parede 4 foi dividida em 4a e 4b, sendo aplicada em ambas as partes a primeira camada com 5 cm de espessura. Após 24 h, aplicou-se uma segunda camada na parte 4a, com espessura de 3 cm, e, após 72 h, uma segunda camaColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

da na parte 4b, também com 3 cm de espessura, totalizando 8 cm em toda a extensão da parede. Essa técnica foi utilizada na intenção de reproduzir o procedimento adotado na prática da construção, quando da existência de irregularidades nas alvenarias.

Todas as argamassas de canteiro foram misturadas em betoneira de eixo inclinado.

Tabela 5 – Especificação das argamassas fabricadas em canteiro

Dosagem em massa das argamassas

Materiais

Padrão

Padrão com adição de fibra

Padrão com saibro

Cimento CPIII (kg)

150

150

150

Areia grossa (kg) Dmáx = 4,8 mm Módulo de finura = 3,21

690

690

345

Saibro (kg)

-

-

345

Fibra de polipropileno (g)

-

100

-

Aditivo plastificante (g)

600

600

600

Água da rede de abastecimento (kg)

97

97

97

Traço unitário em relação à massa de cimento

1:4,6 + 0,4% de aditivo

1:4,6 + 0,4% de aditivo + 0,07% de fibra

1:2,3:2,3 + 0,4% de aditivo

Traço unitário em relação ao volume de cimento

1:5,48 + 1,24% de aditivo

1:5,48 + 1,24% de aditivo + 0,23% de fibra

1:2,74:2,74 + 1,24% de aditivo

A argamassa constituída por cimento e areia é tradicionalmente usada como revestimento de alvenarias na região do Rio de Janeiro e, por isso, foi considerada como padrão neste estudo.

As fibras de polipropileno testadas constituem-se por monofilamentos cortados, são resistentes ao meio alcalino, quimicamente inertes, imputrescíveis, não enferrujam, são atóxicas e inofensivas ao meio ambiente. Suas propriedades físicas são as seguintes: a) diâmetro: 18 µm; b) comprimento: 6 mm; c) densidade: 0,91 g/cm3; d) área superficial específica: 225 m2/kg Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

165

e) dosagem recomendada pelo fabricante: 200 g para 50 kg de cimento; e f) dosagem utilizada na argamassa: 100 g para 150 kg de cimento.

Tabela 6 – Especificação das argamassas industrializadas

Argamassas

Cimento CPV-ARI PLUS + cal CH1 (ℓ)

Areia úmida (ℓ)

Semipronta de cal

27

84

-

24

-

-

50

8,3

Industrializada 1

Cimento, agregados e aditivos (kg)

Água (ℓ)

Industrializada 2

-

-

50

10

Industrializada 3

-

-

30

19

5.3.2 Ensaios a) Ensaios nas argamassas no estado fresco

Os resultados desses ensaios estão apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Resultados dos ensaios no estado fresco

Índice de consistência (mm) NBR 13276 (ABNT, 2005a)

Densidade de massa (kg/m3) NBR 13278 (ABNT, 2005b)

Padrão

242

1.835

Padrão com fibra

238

1.822

Padrão com saibro

258

1.973

Semipronta de cal

286

1.793

Industrializada 1

303

2.085

Industrializada 2

247

1.828

Industrializada 3

244

1.972

Descrição

166

Figura 6 – Etapas do ensaio de obtenção do índice de consistência das argamassas no estado fresco, conforme a NBR 13276:2005

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

b) Ensaios nas argamassas no estado endurecido

Após a moldagem, os corpos-de-prova cilíndricos foram deixados em ambiente de laboratório por 24 h e então desmoldados e imersos em água por 28 dias, data da realização desses ensaios. Os resultados estão apresentados nas Tabelas 8 e 9.

Tabela 8 – Resultados dos ensaios no estado endurecido: propriedades mecânicas

Descrição

Resistência à compressão aos 28 dias (MPa) - NBR 13279 (ABNT, 1995b)

Resistência à tração por compressão diametral aos 28 dias (MPa) NBR 7222 (ABNT, 1994)

Padrão

9,3

1,2

Padrão com fibra

5,1

0,7

Padrão com saibro

14,9

2,3

Semipronta de cal

1,0

0,15

Industrializada 1

4,1

0,5

Industrializada 2

2,2

0,4

Industrializada 3

5,7

0,7

Figura 7 – Ensaios nas argamassas no estado endurecido: (a) resistência à compressão; e (b) resistência à tração por compressão diametral

(a)

(b)

Tabela 9 – Resultados dos ensaios no estado endurecido

Descrição

Densidade de massa aparente (kg/m3) NBR 13280 (ABNT, 1995c)

Absorção de água por capilaridade NBR 9779, após 72 h (ABNT, 1995a) Absorção (g/cm2)

Altura máxima de penetração (cm)

Padrão

1.606

1,14

4,86

Padrão com fibra

1.588

0,91

4,93 6,57

Padrão com saibro

1.696

1,98

Semipronta de cal

1.612

2,50

Industrializada 1

1.864

2,04

Industrializada 2

1.571

2,56

Industrializada 3

1.713

0,82

Absorção total dos CPs 3,5

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

167

A Figura 8 apresenta as curvas do ensaio de absorção de água por capilarida-

Absorção de água por capilaridade (g)

de para o conjunto das argamassas estudadas.

60 50 40

com Fibra com Saibro

30

Padrão Mista

20

Industr. 1 Industr. 2

10

Industr. 3 0 3

20

24

48

72

Tempo (h)

Figura 8 – Absorção de água por capilaridade nas argamassas

c) Ensaios de retração

Para a avaliação da retração, realizaram-se diversos ensaios, de acordo com a NBR 15261 (ABNT, 2005c), que prescreve a moldagem de corpos-de-prova com dimensões de 25x25x250 mm e o início do ensaio tão logo sejam desmoldados, 48 h após a moldagem. Apesar de não indicar os valores da retração inicial, esse tipo de ensaio é interessante devido à sua simplicidade e pela dispensa de equipamento sofisticado (SOUZA, 2004).

0,50

168

Deformação (mm/m)

0,00

Idade (dias) 7

14

21

28

35

42

49

56

63

-0,50 -1,00 -1,50 -2,00 -2,50 CP 1 - 19/9 CP 2 - 2/10 Média Campo - 19/9

CP 1 - 2/10 CP 3 - 2/10 Média Lab - 2/10

CP 3 - 19/9 CP 4 - 19/9 CP 4 - 2/10

Figura 9 – Retração livre das argamassas padrão, por período de dois meses

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CP 2 - 19/9 Média Lab - 19/9 Média Campo - 2/10

A Figura 9 apresenta as curvas de dois lotes das argamassas padrão e as curvas médias respectivas, tanto dos corpos-de-prova deixados no laboratório quanto daqueles dispostos no campo junto às paredes. Por esse gráfico, observa-se que as curvas médias representam, de modo satisfatório, o comportamento à retração livre ao longo do tempo dessas argamassas.

Os gráficos das Figuras 10 e 11 apresentam as curvas médias de retração das argamassas padrão, de fibra e de saibro, no laboratório e no campo respectivamente.

Idade (dias)

Deformação (mm/m)

0,0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

Padrão 1 Lab Padrão 2 Lab

Fibra Lab Fibra Lab - ajustado

Saibro Lab Saibro Lab - ajustado

Figura 10 – Retração livre das argamassas padrão, com fibra e com saibro em ambiente de laboratório

0,5

Idade (dias)

Deformação (mm/m)

0,0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

-0,5

169 -1,0

-1,5

-2,0

-2,5

Padrão 1 Campo Padrão 2 Campo

Fibra Campo Fibra Campo - ajustado

Saibro campo Saibro campo - ajustado

Figura 11 – Retração livre das argamassas padrão, com fibra e com saibro em ambiente de campo

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

Para atender ao cronograma da construtora e devido aos fins de semana, não foi possível desmoldar os corpos-de-prova das argamassas com fibra e com saibro dois dias após a moldagem, e, por isso, eles apresentam uma defasagem em relação aos demais e à Norma. A fim de facilitar a interpretação dos dados, foram traçadas, nesses gráficos, curvas transladadas à idade de dois dias, indicadas em linha pontilhada.

Os gráficos da Figura 12 e 13 apresentam as curvas médias de retração das argamassas industrializadas, no laboratório e no campo respectivamente.

1,5 1,0

Idade (dias)

Deformação (mm/m)

0,5 0,0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

-0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 Industrializada 1

Industrializada 2

Industrializada 3

Semipronta de Cal

Padrão

Figura 12 – Retração das argamassas industrializadas, ambiente laboratório

2,0 1,5

Idade (dias)

170

Deformação (mm/m)

1,0 0,5 0,0 7

14

28

35

42

49

56

-0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 Industrializada 1

Industrializada 2

Industrializada 3

Semipronta de Cal

Figura 13 – Retração das argamassas industrializadas, ambiente campo

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Padrão

63

Em razão da época de aplicação das argamassas, os ensaios de retração foram realizados em dois grupos: as argamassas fabricadas em obra foram avaliadas nos meses de setembro a novembro de 2006, enquanto as argamassas industrializadas foram ensaiadas no período de junho a agosto de 2007.

Os gráficos das Figuras 14 e 15 apresentam as curvas da variação de massa das argamassas industrializadas 2 e 3, respectivamente nos ambientes de laboratório e de campo, no período de dois meses.

Idade (dias) 0 -1

7

14

21

28

35

42

49

63

CP1 - Lab

-2

Variação de Massa (%)

56

CP2 - Lab

-3

CP3 - Lab CP6 - Campo

-4

CP4 - Campo -5

CP5 - Campo

-6 -7 -8 -9 -10

Figura 14 – Variação da massa da argamassa industrializada 2 em dois meses

Idade (dias) 0

7

14

21

28

35

42

Variação de Massa (%)

-1

49

56

63 CP1 - Lab CP2 - Lab CP3 - Lab CP5 - Campo CP6 - Campo CP4 - Campo

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8

Figura 15 – Variação da massa da argamassa industrializada 3 em dois meses

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

171

As fotografias apresentadas na Figura 16 mostram as etapas do ensaio de retração e a exposição dos corpos-de-prova, de acordo com o ambiente.

b) Pesagem do corpo-de-prova

a) Medição da variação dimensional

c) Ambiente laboratório

d) Campo

Figura 16 – Etapas do ensaio de retração

d) Ensaios de permeabilidade

Os ensaios de permeabilidade à água nas paredes foi realizado com o auxílio do tubo de Carsten, de acordo com a metodologia proposta pela RILEM Test Nº 172

II.4, de 1980, conforme ilustra a Figura 17. As Figuras 18, 19 e 20 apresentam os resultados desses ensaios.

A Figura 18 mostra o resultado dos ensaios de permeabilidade na face da frente das paredes estudadas.

Os gráficos das Figuras 19 e 20 mostram a permeabilidade das argamassas com fibras de polipropileno e mistas. As curvas em azul são referentes à face da frente dessas paredes, e as curvas em vermelho, referentes à face de trás dessas paredes.

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Figura 17 – Ensaio de permeabilidade à água (a) Vista dos três tubos de Carsten na parede

(b) Detalhe do tubo

4,5 4,0

Permeabilidade (mL)

3,5 3,0 2,5 Padrão

2,0

Saibro

1,5

Fibra AI 1

1,0

AI 2

0,5

Mista

0,0 0

10

20

30

40

50

60

70

Tempo (min)

Figura 18 – Permeabilidade das argamassas, face da frente

4,5 4,0

Permeabilidade (mL)

3,5 3,0

173

2,5 CF1

2,0

CF2

1,5

CF3 CT1

1,0

CT2

0,5

CT3

0,0 0

10

20

30

40

50

60

70

Tempo (min)

Figura 19 – Permeabilidade da argamassa com fibra

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

4,5 4,0

Permeabilidade (mL)

3,5 3,0 CF1

2,5

CF2

2,0

CF3

1,5

CT1

1,0

CT2 CT3

0,5 0,0 0

10

20

30

40

50

60

70

Tempo (min)

Figura 20 – Permeabilidade da argamassa mista

6 Interpretação dos resultados dos ensaios A interpretação dos resultados tem como referência a argamassa padrão.

6.1 Influência da adição de fibras Embora o teor da adição de fibras tenha sido muito pequeno, os resultados dos ensaios apresentados nas Tabelas 7 a 9 e nas Figuras 10 e 11 revelam que ainda assim houve alteração nas propriedades da argamassa com fibras, se comparada com a argamassa padrão, nomeadamente: 174

a) diminuição do índice de consistência e da densidade de massa; b) diminuição da densidade de massa aparente; c) diminuição das resistências à tração e à compressão; d) diminuição da absorção de água por capilaridade; e) diminuição da retração medida em ambiente de laboratório e de campo; e f) maior permeabilidade a água.

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Tais resultados estão de acordo com a literatura técnica (DAFICO, 1997; FERREIRA; SILVA, 1995; OLIVEIRA, 2003; SILVA et al., 2003), que indica que a adição de fibras de polipropileno nas argamassas de revestimento proporciona: diminuição do índice de consistência; aumento dos teores de ar incorporado; diminuição do módulo de deformação; aumento da resistência à compressão na maioria dos casos – embora também tenha se observado a sua diminuição –; e valores controversos em relação à resistência à tração.

No que diz respeito à estabilização da retração ao longo do tempo, observase, nas Figuras 10 e 11, que a argamassa com fibra tende a parar de retrair mais cedo que a argamassa padrão e que a inclusão da fibra diminui a retração, sobretudo nos corpos-de-prova deixados no campo.

Com relação ao aspecto visual do revestimento com fibras, constatou-se ausência de fissuras, mas intensa pulverulência.

6.2 Influência da adição de saibro A bibliografia consultada (CARASEK; CASCUDO; SANTOS, 1995; CARVALHO; CAVALCANTI, 1997; COSTA; BOSCHI; LIBÓRIO, 2001) indicou que a adição de saibro proporciona, de modo geral, o aumento do teor de ar, da retenção de água, das resistências mecânicas à compressão e à tração, da resistência de aderência, da absorção de água por capilaridade, da retração e da fissuração.

Com os ensaios realizados neste estudo, confirmou-se a maioria dessas alterações nas propriedades da argamassa com adição de saibro, se comparada com a argamassa padrão, a saber: 175

a) aumento do índice de consistência e da densidade de massa no estado fresco; b) aumento das resistências à tração e à compressão e da densidade de massa

aparente; c) aumento da absorção de água por capilaridade; d) aumento da retração medida em ambiente de laboratório e de campo; e e) menor permeabilidade à água.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

Com base nos gráficos das Figuras 10 e 11, observa-se que a argamassa de saibro retrai bem mais que a argamassa padrão e que essa retração continua aumentando ao longo do tempo de forma mais acentuada.

Visualmente, o revestimento constituído pelas argamassas com saibro apresentou pulverulência e intensa fissuração, sobretudo na face frontal da parede.

Os saibros, devido à sua elevada superfície específica, atuam como plastificante, melhorando as características no estado fresco e facilitando a sua aplicação.

No estado endurecido, aumentam as resistências mecânicas, mas não atuam como ligante, facilitando assim a fissuração.

Em serviço, os revestimentos estão normalmente sujeitos a ciclos de umedecimento e secagem que provocam retração e expansão das argamassas. O aumento dos valores de retração e de absorção de água verificados nos ensaios das argamassas com saibro explica a ocorrência de elevadas deteriorações nesses revestimentos, como a fissuração, o intumescimento e os destacamentos dessas argamassas.

6.3 Influência da adição de cal Diferentemente do saibro, a cal é um aglomerante cujas características são uniformes e controladas por meio de normalização própria. Por isso, a adição de cal nas argamassas provoca ligação eficiente e duradoura, entre outras características positivas. De modo geral, a cal propicia boa plasticidade, baixa retração e fissuração.

Em relação à argamassa padrão, a argamassa mista de cal testada neste estudo apresentou elevado índice de consistência e menor densidade de massa no estado fresco.

176

No estado endurecido, apresentou valor de densidade de massa semelhante, as menores resistências mecânicas e um dos maiores valores de absorção de água por capilaridade, após 72 h de ensaio. A penetração da água atingiu o topo do corpo-de-prova logo nas primeiras horas. A permeabilidade à água foi semelhante à da argamassa padrão.

No que diz respeito à retração, a argamassa mista testada mostrou-se bem mais sensível às variações climáticas que as demais, conforme se observa nas Figuras 12 e 13. Não foi verificada fissuração relevante na parede revestida com essa argamassa.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

6.4 Comparação das argamassas industrializadas Entre todas as argamassas testadas, a industrializada 1 apresentou os maiores índices de consistência e de densidade de massa no estado fresco e no estado endurecido. A argamassa industrializada 2 apresentou as menores resistências mecânicas.

(a) Argamassa padrão

(b) Argamassa industrializada 3

Figura 21 – Penetração parcial da água nos corpos-de-prova testados à absorção de água por capilaridade: argamassas (a) padrão e (b) industrializada 3 após 72 h de ensaio

Figura 22 – Penetração total da água nos corpos-de-prova testados à absorção de água por capilaridade na argamassa industrializada 1 após 72 h de ensaio

Com exceção da argamassa industrializada 3, todas as demais industrializadas apresentaram elevados valores de absorção de água por capilaridade e penetração de água até o topo do corpo-de-prova após 72 h de ensaio. As Figuras 21 e 22 ilustram esse fato, sendo possível observar que a penetração da água na argamassa industrializada 3 é ainda menor ou quase nula no interior do corpo-de-prova.

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

177

As argamassas industrializadas, por terem maior controle na escolha e na dosagem dos materiais constituintes, revelam maior concordância nos resultados dos ensaios, conforme se pode constatar nos gráficos das Figuras 14 e 15, que ilustram a variação de massa das argamassas industrializadas 2 e 3 nos primeiros meses de idade.

Finalmente, cabe salientar o efeito das condições ambientais sobre a superfície das paredes. Os gráficos das Figuras 19 e 20 referentes à permeabilidade à água ao longo do tempo nas argamassas com fibra e mista mostram que a permeabilidade foi muito mais rápida na face de trás das paredes do que nas faces frontais devido às diferenças de umidade relativa de suas superfícies; a face de trás recebe maior insolação.

7 Considerações finais Do conjunto de argamassas estudado, foi possível constatar-se que: a) a adição de saibro é nociva aos revestimentos, razão pela qual a sua utilização

em argamassas de revestimentos é proibida. Em razão da sua elevada

superfície específica, os saibros atuam como plastificante, melhoram as

características no estado fresco e facilitam a aplicação das argamassas. No

estado endurecido, aumentam as resistências mecânicas, mas não atuam

como ligante, facilitando assim a fissuração; b) a adição de fibras nas argamassas de cimento e areia mostrou-se positiva,

178

mas, como o teor de adição foi bastante reduzido neste estudo, sugere-se

uma nova campanha de ensaios, de preferência avaliando-se a retração desde

as primeiras horas, com o objetivo de melhor avaliar o efeito dessa adição

nas propriedades das argamassas que não contemplam a cal em sua

composição; c) no que diz respeito à retração das argamassas, uma análise mais consistente

dos dados está em curso, considerando os efeitos climáticos da temperatura Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

e da precipitação de chuvas que ocorreram durante os ensaios; d) as argamassas industrializadas 2 e 3 foram as que apresentaram retração

livre mais bem controlada; e e) no que diz respeito à permeabilidade, observou-se que as argamassas

industrializadas 1 e 2 mostraram-se as mais permeáveis à água e que as

faces de trás das paredes mostraram-se mais permeáveis que as faces frontais,

como consequência da maior insolação.

A continuidade dos ensaios e a observação visual das paredes, ao longo do

tempo, com certeza mostrarão outros aspectos relevantes do comportamento desses revestimentos e trarão mais subsídios para o entendimento do seu desempenho.

8 Agradecimentos As autoras agradecem às instituições Finep, Faperj, CNPq, UFF, UERJ e LNEC, às construtoras JM Construções, RG Côrtes Engenharia S.A. e Pinto de Almeida Engenharia S.A., e às empresas Engemix, Lafarge Argamassas, Votorantin Argamassas, Weber-Quartzolit, Premassa Ltda., Ibratin e Suvinil, pelos apoios técnicos e financeiros, indispensáveis à realização deste trabalho.

179

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

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Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

181

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183

Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas

Wilson Conciani possui graduação em licenciatura para Educação Profissional pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), graduação em Engenharia civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), mestrado em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba (1989) e doutorado em Geotécnica pela Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos (1997). É professor dos I e II graus do Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso.

Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Geotécnica, atuando principalmente nos seguintes temas: solo não saturado, fundações, ensaio de campo, instrumentação de obras e educação profissional.

7.

Douglas Queiroz Brandão é engenheiro civil formado pela Universidade Federal de Mato Grosso (1986), com mestrado em engenharia civil (1997) e doutorado em engenharia de produção (2003), ambos os cursos pela Universidade Federal de Santa Catarina. É professor da Universidade Federal de Mato Grosso dos cursos de engenharia civil e arquitetura e urbanismo. Coordena a área de construção civil do Departamento de Engenharia Civil e é vice-coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental (mestrado acadêmico).

184

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

7.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações Wilson Conciani e Douglas Queiroz Brandão

1 Introdução

O

s avanços tecnológicos em materiais, sistemas e processos construtivos, bem como a implantação de sistemas de gerenciamento e gestão da qualidade, vêm consolidando-se na construção civil brasileira. As

inovações têm sido observadas não só em obras de edificações mais complexas, mas também em obras mais modestas de habitação uni e multifamiliar de âmbito social.

A literatura especializada tem mostrado ainda que, mesmo os empreendimentos produzidos por autogestão, com o emprego de mutirões, têm adotado projetos mais bem detalhados e racionalizados. Com a busca da eficiência no setor formalizado da construção e a implantação de sistemas da qualidade e certificação das empresas, não somente os projetos executivos são mais bem desenvolvidos, coordenados e compatibilizados, mas passam a surgir também os chamados projetos para produção, estes últimos desenvolvidos no âmbito do construtor.

Essa evolução no setor, no entanto, nunca pode encobrir o fato de que o morador, o usuário, constitui o cerne da moradia, com suas necessidades e desejos particulares. De acordo com Altas e Özoy (1998), a satisfação em relação aos espaços Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

185

da moradia é decorrência de três grupos de variáveis: (a) características do usuário; (b) atributos físicos dos espaços; e (c) crenças e percepções do usuário sobre a vivência ou uso desses espaços. A casa, o lar, a habitação é uma entidade complexa e dinâmica. Variadas dimensões e contextos existem, incluindo os aspectos históricos.

Cheong (1996) comenta sobre o quão complexo é o processo de projeto, havendo um grande número de fatores e circunstâncias (ou forças) que interagem entre si e com os resultados do projeto – a edificação.

Tem-se também o fato de que os usuários têm apresentado necessidades mais complexas que os usuários de tempos passados. Essas necessidades, segundo Cooper-Marcus (apud OLIVEIRA, 1994), nem sempre são filtradas pelo responsável pela definição do programa do empreendimento. Nem sempre a perspectiva do usuário é conhecida, apesar da existência de técnicas para obtenção de informações, como a avaliação pós-ocupação (APO), por exemplo. Para Cooper-Marcus (apud OLIVEIRA, 1994), com tantos agentes intervenientes (financeiros, prefeituras, instituições ambientais, entre outros) mais o arquiteto, os interesses diversos normalmente não coincidem com os do usuário, especialmente os de baixa renda. As APOs publicadas por Conciani et al. (2005) confirmam essas informações também para o estado de Mato Grosso.

Se for considerado apenas o trabalho do arquiteto, vários elementos de projeto devem ser pensados, tais como a funcionalidade, a ergonomia, o conforto e a estética. O conforto térmico, particularmente, assume peso elevado para habitações em regiões tropicais. Na região Centro-Oeste, por exemplo, o desafio está em adotar soluções que atendam tanto ao período quente e úmido quanto ao período de 186

estiagem severa, também combinado com altas temperaturas. Como dicotomia entre o projeto e o uso, pode-se citar o caso de um conjunto residencial experimental de madeira na cidade de Cuiabá (MELO, 2005), no qual vários moradores vedaram o lanternim de um projeto experimental, demonstrando o total desconhecimento da razão da existência desse dispositivo.

Ainda no que se refere ao trabalho do arquiteto, na definição dos arranjos espaciais, a flexibilidade constitui um elemento de projeto essencial, sobretudo com Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

a maior diversidade de configurações familiares que surgiram em décadas recentes (BRANDÃO, 2002). A necessidade de personalizar e, no caso das moradias unifamiliares, de ampliar a habitação é um fato. Planejar a casa, prevendo suas futuras ampliações, é mais um item que aumenta a complexidade do projeto, podendo aumentar custos iniciais. Brandão (2006) apresenta as razões que levam o morador a efetuar modificações em sua residência e aponta trinta e uma diretrizes para se proporem arranjos espaciais flexíveis, diretrizes essas que podem conflitar com soluções técnicas previamente definidas.

A coordenação modular é outro aspecto importante, vinculado à questão da racionalidade construtiva e da construtibilidade. Autores como Santos e Pereira (2005), após terem acompanhado projetos e obras de habitação social unifamiliar na cidade de Curitiba, defendem a importância da modulação como forma de implantar sistemas abertos, mas ressaltam que os conceitos de construtibilidade ainda são pouco utilizados na indústria da construção civil. Explicam que a coordenação modular exige projetos simplificados (principalmente nos detalhes), os quais devem: (a) permitir a repetição de técnicas e processos; (b) reduzir variedade de tipos, dimensões e número de componentes; (c) buscar a intercambialidade de componentes; (d) usar elementos construtivos padronizados e peças pré-fabricadas sem complexidade; (e) apresentar interfaces claras; e (f) apresentar compatibilidade dimensional e tecnológica. São aspectos, concluem os autores, ainda pouco aplicados na realidade da construção brasileira, apesar dos avanços da tecnologia.

Os elementos e os aspectos de projeto comentados, vistos pelo lado da construção com suas necessidades de racionalização e economia, bem como pelo lado do usuário e suas necessidades de conforto e funcionalidade, incluindo a questão da possibilidade de alterar e modificar os espaços da moradia, dizem respeito, diretamente, ao corpo principal da habitação, ao seu conjunto de estruturas, vedações, esquadrias, instalações, revestimentos e acabamentos. Tais sistemas são, com certeza, passíveis de padronização e planejamento para produção seriada, o que não corresponde ao caso do sistema de infraestrutura da edificação, ou sistema de fundações, dada a incerteza e a variabilidade das características do próprio solo.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

187

Em engenharia, é óbvio dizer que estruturas idênticas certamente serão suportadas por soluções de infraestrutura variadas. A especificidade das fundações ocorre em terrenos vizinhos e até mesmo em elementos próximos num único lote.

Soluções projetuais que visam à racionalização construtiva, construtibilidade e coordenação modular, economia e simplificação de detalhes, ainda que dificultadas pela necessidade de personalização e flexibilização planejada, são necessárias desde que, é sempre importante reforçar, não entrem em conflito com as necessidades e a qualidade de vida do usuário. No entanto, a visão de ganhos por produção em escala, de rapidez e eficiência de construção, se estendida ao sistema fundação, sem maiores estudos e avaliações, pode gerar, de forma oposta, custos adicionais, com o aparecimento de patologias e danos à obra. Isso pode ser exemplificado no uso indiscriminado das soluções de radier (cuja técnica de execução é reconhecidamente racional, prática e rápida) em locais onde essa aplicação não é a mais indicada.

O objetivo deste texto é discutir as práticas de fundações que são aplicadas rotineiramente nas obras para habitação de interesse social na região Centro-Oeste e no Brasil. Para tanto, são feitas algumas considerações de ordem técnica e apresentadas as práticas possíveis.

2 Práticas correntes A pesquisa científica e tecnológica acerca das fundações prediais no Brasil é 188

bem desenvolvida. Uma evidência disso são as realizações da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS), que realiza pelo menos dois congressos anuais para discutir, entre outros temas, as fundações. Soma-se a isso a realização de pelo menos um congresso internacional por ano e a publicação da revista Solos e Rochas, consolidada há vários anos. Esses veículos de difusão do conhecimento científico e tecnológico são um espaço em que os brasileiros têm preponderância pelo volume de suas contribuições em relação aos outros países, inclusive os ditos desenvolvidos.

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A prática da engenharia de fundações é discutida a cada quatro anos em um congresso realizado pela Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia (ABEF). Além disso, a ABEF publicou um manual de boas práticas, que é bastante utilizado.1 Apesar de toda a produção científica e do esforço da ABEF, a prática de fundações no país é dirigida para grandes obras. Ao tratar-se das questões ligadas às obras de pequeno e médio portes, as modalidades de fundações recaem sobre dois ou três padrões usuais.

Para obras residenciais unifamiliares em conjuntos habitacionais, existe a predominância da aplicação de lajes de fundações conhecidas nas obras como radiers. Entende-se que a preferência por esse tipo de fundações esteja ligada à facilidade de execução e ao custo reduzido pela produção em série. Ambas as condições citadas são importantes por levarem à redução de erros de execução.

Uma facilidade adicional para as lajes de fundação é a limpeza da obra. Como o piso da obra está pronto desde o seu início, não há perda de material com os pisos e aterros. Além disso, a limpeza diária é facilitada por varredura convencional.

Os prédios de quatro a oito pisos, que são destinados à habitação de interesse social, têm suas fundações variando de sapatas a estacas escavadas, a depender do tipo do solo. Nos casos em que o solo pede fundações profundas, em geral, adotam-se estacas Strauss apiloadas ou brocas com escavação mecânica.

Em alguns casos, em que não há restrições por barulho e vibrações e em que a presença do lençol freático não permite o uso de estacas escavadas, têm-se empregado estacas pré-moldadas de concreto.

1

Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF. 2. ed. São Paulo: ABEF, 1999. 282 p.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

189

3 Patologias Uma das funções da avaliação pós-ocupacional (APO) realizada pelo projeto Moradia2 foi identificar patologias nas edificações. Essa avaliação identificou diversos problemas de desempenho técnico. Contudo, a maioria das patologias identificadas em imóveis de Cuiabá estava ligada ao problema da expansão do solo.

As Figuras 1a a 1c ilustram o problema.

Nesse imóvel, as patologias apresentadas por esquadrias que não funcionavam bem e as trincas generalizadas distribuídas pelas paredes e pisos eram decorrentes da expansão do solo. A expansão é o fenômeno em que o solo experimenta o aumento do teor de umidade, com o consequente deslocamento da estrutura para cima.

Na Figura 1, a trinca não tem o sentido e a direção típicos dos recalques.

No caso do recalque, a trinca nasce do vértice danificado e avança para o centro do painel em inclinação de aproximadamente 45º. No caso da expansão, a trinca parte do centro do painel, com inclinação de aproximadamente 45º, em direção ao seu vértice superior. Isso está de acordo com o observado por Peck et al. (1973).

Na cidade de Sinop, norte do estado de Mato Grosso, inúmeras construções apresentam patologias ligadas às fundações. Nessa cidade, o solo é uma areia fofa e o lençol freático está próximo à superfície. Como há uma camada de solo superficial ressecada, existe a ilusão de que o solo poderá suportar o peso do imóvel. Nesse caso, as patologias estão associadas a uma falha de investigação para conhecer a verdadeira capacidade de suporte do solo. Na maioria dos casos de construções térreas para 190

habitação de interesse social, os projetistas têm adotado a solução de radier. O radier consiste em uma placa de concreto, flexível, sobre a qual a construção se apoia. Uma

2 O projeto Moradia é um grupo de pesquisa e extensão dedicado às questões da habitação de interesse social. Esse grupo funciona no Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (CEFET-MT) e reúne pesquisadores do CEFET-MT, da UFMT e da UNEMAT.

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avaliação desse esquema de projeto foi procedida por Conciani e Farto (2005). Esses autores apontam que, no caso de Sinop, essa não é a solução mais recomendada. Em seu trabalho, os dois engenheiros avaliam o recalque gerado pela placa apoiada diretamente no solo e concluem que sapatas corridas gerariam deslocamentos menores.

a) Trinca na calçada externa, na região central da casa, indicando uma deformação

b) Trinca na parede central da casa, remendada, na mesma direção da trinca anterior

191

c) Trinca em parede vizinha à esquadria da mesma casa Figura 1 – Aspectos de diversas trincas de um imóvel residencial situado em Cuiabá, MT, causadas pela expansão do solo. Fotos de W. Conciani.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

4 Sondagens As patologias decorrentes de problemas de fundação poderiam ser evitadas se o solo fosse adequadamente conhecido. As sondagens são fundamentais para o conhecimento do terreno. Entretanto, os processos de sondagem são caros em relação ao custo global das edificações. Por outro lado, não se dispõe de técnicas que possam fornecer as informações necessárias ao projeto de obras de fundações de pequeno e médio portes.

As informações básicas de projeto de fundações são a capacidade de carga, o peso específico do solo, as propriedades tensão/deformação e de variação de volume. Essas propriedades podem ser avaliadas por meio de ensaios de laboratório ou de campo. Os ensaios de laboratório são realizados sobre amostras indeformadas, coletadas de modo a representar o terreno. Nesse caso, os custos de sondagens são pequenos. Porém, a coleta de amostras que possam de fato representar o terreno no seu todo se apresenta como um desafio. Além da representatividade, existe a questão da escala, isto é, quanto a proporção da amostra afeta as propriedades que estão sendo medidas. Resta ainda a escolha de modelos apropriados para tratar os dados.

Os dados geotécnicos de campo empregados em projetos de fundação recebem críticas por serem tratados de modo empírico. Assim, os ensaios de campo, tais como o Standard Penetration Test (SPT), o cone estático, o dilatômetro e o pressiômetro, são interpretados com vistas à obtenção de parâmetros de projeto.

O ensaio mais utilizado para sondagens é o SPT. Esse ensaio mede a resistência 192

à penetração de um amostrador padrão no solo. O índice de resistência à penetração é denotado como NSPT. Para esse índice existem diversas correlações que permitem estimar parâmetros de projeto. Trata-se de uma técnica simples, barata e bem conhecida. Entretanto, para construções de pequeno porte, mesmo essa técnica pode representar mais de 5% do custo da obra. Em alguns casos, essa técnica pode chegar, inclusive, a 20% do custo da obra. Portanto, é usual que o projetista adote parâmetros de projeto por inspeção visual do terreno ou por similaridade com outros terrenos já estudados.

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Os itens mais dispendiosos na execução do SPT são a mobilização dos equipamentos e a mão de obra para cravar o amostrador. Dessa forma, este trabalho busca uma alternativa que atue nesses dois segmentos. Para tanto, foi escolhido o cone dinâmico leve (DPL), um equipamento que reduz a mobilização e o pessoal para ser aplicado neste estudo. Para coletar as amostras foi escolhido o trado.

Para uso em projetos de habitação de interesse social, foi proposto um programa de sondagens diferenciado. Esse programa busca avaliar o perfil do terreno, a possibilidade de expansão e colapso, o peso específico natural e o teor de umidade.

Com base nesses dados, pode-se fazer um projeto de fundações mais adequado.

4.1 Cone dinâmico leve (DPL) A avaliação da estratigrafia do solo é o primeiro passo em uma campanha de sondagens. O conhecimento do perfil de solo permite escolher as técnicas e os métodos de sondagem adequados. Soares (1988) mostrou uma compilação que indica a aplicabilidade dos ensaios de campo para a avaliação da estratigrafia do solo. Nesse trabalho, Soares (1988) aponta que o DPL não é um bom instrumento para avaliar a estratigrafia do solo. Por outro lado, o ensaio de penetração estática do cone (CPT) é considerado excelente para avaliar a estratigrafia do solo. Essa diferença se deve, em boa parte, às informações geradas pelos dois ensaios. O cone dinâmico não avalia a resistência lateral produzida pelo cone estático. Além disso, o cone estático mede a resistência de ponta, enquanto o cone dinâmico fornece um índice de resistência à penetração.

Para superar a dificuldade de reconhecer a estratigrafia e obter uma estimativa de capacidade de carga, o ensaio de cone dinâmico foi executado em conjunto com sondagens a trado. Este último coleta amostras e permite identificar de forma tátil-visual a amostra de solo coletada.

O ensaio consiste na cravação dinâmica de um cone metálico conforme o descrito por Frankowski (2003). O cone é rosqueado em hastes metálicas, que permitem chegar a profundidades de até 12 m. A cravação do cone se dá por meio de repetidos golpes de uma massa metálica (martelo) de 10 kg. O martelo tem um furo Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

193

que passa pelo eixo longitudinal com folga de 1,0 mm. A queda desse martelo é de uma altura de 50 cm. O martelo golpeia uma base metálica cilíndrica (cabeça de bater) rosqueada na primeira haste imediatamente acima do nível do solo. Conta-se o número de golpes para que o cone penetre 10 cm no solo. Esse valor é anotado na planilha de campo com o nome de N10 (NILSSON, 2003). Todo o esquema do equipamento pode ser visto na Figura 2.

1

2

3

4

1 - Haste 2 - Martelo 3 - Cabeça de bater 4 - Cone

Figura 2 – Arranjo esquemático do DPL

A capacidade de carga de sapatas pode ser obtida a partir do índice de resistência à penetração do cone dinâmico (DPL). A capacidade de carga é obtida por meio de fórmulas dinâmicas. Kayalar (1988) recomenda a fórmula dos dinamarqueses (Eq. 1) para essa estimativa.

194

Qu = (W2 . h) /((W . p)e)

,

Onde: Qu = resistência do solo; h = altura de queda do martelo; W = massa do martelo; p = peso do cone; e e = penetração efetiva do cone.

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Eq. 1

Nilsson e Cunha (2004) empregaram a fórmula dos holandeses para estimar a capacidade de carga de estacas usando os dados do DPL. Esses autores conseguiram separar a capacidade de carga por atrito lateral e pela ponta, realizando a medida do torque, conforme Ranzini (1988) introduziu no ensaio SPT. A medida do atrito lateral é um passo importante para o conhecimento da capacidade de carga do solo. Essa ideia de Nilsson e Cunha (2004) permite estimar quanto da capacidade de carga pode ser associada com a ponta e, portanto, com a sapata. A Equação 2 mostra como usar os dados do DPL. Eq. 2

Qu = [qp . Ap + fs . As] / SF ,

Onde: Qu = capacidade de carga do conjunto estaca/solo, obtida pela fórmula dos holandeses; qp = resistência de ponta da estaca, neste caso associada com a capacidade de carga da sapata; Ap = área de ponta da estaca, neste caso associada com a área da sapata; fs = atrito lateral, estimado com base na medida do torque, empregando-se a equação de Ranzini (1988); As = área lateral da estaca; e SF = coeficiente de segurança.

Além dessas propostas, Ávila e Conciani (2006) propuseram que a capacidade de carga de fundações profundas pode ser estimada pelo índice de resistência à penetração do DPL (N10). Essa estimativa é feita de modo empírico, seguindo-se o método de Décourt e Quaresma.

O ajuste dos resultados dessas estimativas com os resultados de prova de carga em campo nem sempre é convergente. Ribeiro Júnior et al. (2007) mostram que, no caso das estacas instaladas em solos arenosos fofos e medianamente compactos, há uma concordância muito boa entre os resultados de provas de carga e estimativas do modelo adaptado do método de Décourt e Quaresma. No caso das fundações Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

195

superficiais, Paiva e Conciani (2005) mostram que os ajustes exigem coeficientes de segurança da ordem de 10 a 20. A Figura 3 mostra uma comparação entre as previsões de capacidade de carga feitas com resultados de SPT e DPL. Como pode ser visto, o ajuste da previsão com resultados de DPL é de melhor qualidade que aquele com os dados de SPT. Carga Ruptura (kN) 0

0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Profundidade (m)

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

DPL - “Aoki e Velloso” DPL - “Decourt e Quaresma” SPT - “Aoki e Velloso” SPT - “Decourt e Quaresma” Ensaio - Prova de Carga

Figura 3 – Comparativo dos resultados de previsão de carga para os ensaios de DPL, SPT e prova de carga (apud RIBEIRO JÚNIOR et al., 2007)

4.2 Ensaio expedito de expansão e colapso Os solos do Centro-Oeste são, em sua maioria, não saturados, o que traz a possibilidade de expansão ou colapso. Esses fenômenos de variação de volume do 196

solo são ligados à mudança de umidade. Essa variação é decorrente da interação da água com a estrutura de solo. No caso dos solos colapsíveis, ocorre redução de volume quando o solo, carregado, sofre variação de umidade. De modo oposto, os solos expansivos sofrem aumento de volume ao experimentarem variação de umidade. Os solos colapsíveis são aqueles de estrutura aberta, porosa e metaestável. Tipicamente o índice de vazios dos solos colapsíveis é superior a 0,8. Os solos expansivos, em geral, são argilosos e de porosidade reduzida, com índices de vazios menores que 0,8.

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A identificação desses fenômenos pode ser feita por ensaios expeditos para avaliação do potencial de colapso do solo baseado no ensaio edométrico duplo.

A Figura 4 mostra um arranjo do ensaio. O ensaio tem o seguinte procedimento: a) coleta-se uma amostra indeformada em um anel metálico na profundidade

desejada; b) coloca-se esse anel com amostra sobre um disco perfurado; c) sobre a amostra monta-se um tripé com um extensômetro; d) aplica-se uma sobrecarga; e) mede-se a deformação causada pela sobrecarga ao longo do tempo; f) quando a deformação se estabiliza, acrescenta-se água no recipiente

que contém o anel com a amostra, dando início à medida de deformações

adicionais; e g) quando as deformações adicionais se estabilizam, o ensaio é dado por

encerrado.

197 Figura 4 – Arranjo do ensaio expedito de expansão e colapso, segundo Conciani e Dalla Rosa (2000)

O tratamento das informações desse ensaio tem duas etapas. A etapa mais imediata é a de avaliar quanto o solo sofre de variação de volume. Se a variação de volume for para a redução, então o solo é denominado de colapsível. Se, ao contráEstudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

rio, o solo sofre aumento de volume, a denominação a ele dada é de solo expansivo.

Cabe frisar que o solo pode ser insensível à variação de umidade. A apresentação dos resultados é feita de modo gráfico. A Figura 5 mostra um desses gráficos de saída de resultados.

Tempo (min) Leitura no defletômetro (0,01 mm)

130,00

1,00

10,00

100,00

155,00 180,00 205,00 230,00 255,00 280,00 305,00 330,00 355,00 380,00

Figura 5 – Curva de compressão da amostra no ensaio expedito de expansão e colapso, segundo Conciani e Dalla Rosa (2000)

O ensaio aqui proposto não elimina a possibilidade de o solo apresentar colapso, ainda que o resultado tenha indicado o contrário. Contudo, uma vez observado o colapso ou a expansão do solo, é certo que esses fenômenos atuarão no solo.

Uma informação adicional pode ser fornecida por esse ensaio. Com uso de uma balança e de um conjunto de umidade speedy, pode-se obter o peso específico e a 198

umidade do solo. Essas duas informações permitem avaliar melhor o potencial de expansão e colapso e guiam o projeto das fundações. O potencial de colapso e expansão está diretamente ligado ao peso específico do solo seco e ao teor de umidade.

5 Fundações em solos colapsíveis As fundações assentes sobre solos colapsíveis devem buscar redução nos valores de tensão transmitida e também zonas de baixa variação de umidade. Dessa Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

forma, a ideia de radiers surge como uma consequência natural. Contudo, de novo, a pouca rigidez desse sistema, ante a grande possibilidade de recalques, faz com que ele não seja adequado. A pouca rigidez aqui é referida à disponibilidade de recursos para a execução de moradias de interesse social. Nesse caso, as soluções têm buscado o melhoramento do solo ou as fundações profundas. Cintra (1998) apresenta uma boa discussão sobre o efeito do colapso nas fundações.

A solução mais procurada para uso de fundações superficiais em solos colapsíveis é o melhoramento do solo. Dessa forma, reduz-se o potencial de colapso do solo. A técnica de compactação do solo introduzida por Souza e Cintra (1994) pode também ser aplicada a pequenas edificações. Conciani e Barbiero (2007) avaliaram o emprego dessa técnica nos protótipos para moradia e não observaram trincas nas edificações. A compactação do solo consiste em remover o material de fundação na zona de influência das cargas. Essa remoção deve atingir pelo menos a região em que 50% das tensões são dissipadas. Rausch (2003) mostra que a maior parte do recalque por colapso se concentra em uma região de aproximadamente 0,25 D abaixo da cota de assentamento das fundações. Logo, essa região se configura como aquela que deve ser mais intensamente melhorada.

A prática de compactação chegou a ser testada em obras de maior porte.

Schuring3 (2004) relatou a remoção de uma camada de solo com 5 m de espessura.

Após a recompactação, foi colocada sobre esse solo uma estrutura de diâmetro 30 m, que transmite ao solo uma tensão média de 350 kPa. Os recalques observados são da ordem de 2 cm e não causaram danos à estrutura. Isso é um indicador de que o melhoramento do solo pode também ser empregado para prédios residenciais do tipo H4 (ABNT, 1993).

3

Correspondência pessoal, Cuiabá, 2004.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

199

Os parâmetros do solo, para fins de projeto da fundação, devem agora considerar as características e as propriedades mecânicas do solo compactado. Também é importante que se considere o solo assente sobre uma camada de solo rígido sobrejacente a uma de solo mais compressível.

O uso de estacas de solo-cimento é uma alternativa de fundação adequada para cargas pequenas e médias. A mistura de solo-cimento é um material de construção que vem sendo utilizado no Brasil desde 1948. O registro oficial da primeira utilização refere-se à construção da sede da Fazenda Inglesa em Petrópolis, RJ. Até 1989, a Caixa Econômica Federal apontava, em seus cadastros de obras de solocimento, que já haviam sido financiadas mais de três mil unidades habitacionais, entre as quais algumas no estado de Mato Grosso. O solo-cimento é um material obtido por meio da mistura homogênea de solo, cimento Portland e água, em dosagens adequadas. Após sua compactação, resulta num produto com características de durabilidade e resistência mecânica definidas. O teor de cimento necessário depende do tipo do solo. Geralmente o teor de cimento é crescente com o teor de silte e argila do solo.

A estaca de solo-cimento pode ser executada de duas formas: com solo compactado ou com solo-cimento plástico. A estaca de solo-cimento compactado consiste no apiloamento de camadas de solo-cimento com determinada umidade. A estaca de solo-cimento plástico é executada com uma mistura de solo-cimento com elevado teor de umidade, de modo a ser autoadensável. Por causa dessa consistência, a estaca de solo-cimento plástico requer maior tempo para cura, ao contrário da 200

estaca compactada.

A estaca de solo-cimento experimenta as mesmas dificuldades que as demais estacas. Para pequenas obras, as estacas de solo-cimento do tipo broca têm sido empregadas com sucesso. Nessas pequenas obras, incluem-se com segurança as moradias unifamiliares para habitação de interesse social. Nesse caso, as brocas têm sido colocadas da forma como normalmente se colocariam as estacas convencionais. O comprimento dessas estacas varia em torno de 2 m a 3 m.

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O diâmetro dessas brocas é, em geral, de 30 cm. Esse diâmetro é escolhido por ser o mais simples de ser executado. As brocas são escavadas com trados ou cavadeiras. Após a escavação, o fundo do furo é apiloado com masso manual de cerca de 15 kg. A seguir, despeja-se o solo-cimento em baldes de 20 dm3 (20 L) e procede-se ao apiloamento até que não haja mais compactação. Essa condição pode ser verificada colocando-se uma vara de madeira sobre o solo despejado e compactado, e marcando-se a profundidade. Quando não houver variação na profundidade do solo durante a compactação, o solo estará bem apiloado. Deve-se proceder assim até o total preenchimento do fuste da estaca.

A capacidade de carga dessas brocas de solo-cimento varia entre 50 kN e 100 kN. Se for considerado que o processo de inundação pode reduzir a sua capacidade de carga à metade, então o valor a ser considerado varia entre 25 kN e 50 kN. O valor real pode ser medido através de provas de carga. Os valores de capacidade de carga dessas brocas podem ser previstos pelos métodos empíricos de DecourtQuaresma ou Aoki-Velloso.

A execução de um grande número de estacas de solo-cimento, apiloadas, afastadas cerca de 1 m entre si, pode gerar um melhoramento no solo. Esse princípio foi empregado para suportar edifícios do tipo H4. A Figura 6 mostra um desses trabalhos. Nesta figura, observam-se marcas de cal, que indicam o local de escavação das estacas.

201

Figura 6 – Solo marcado para a execução das estacas de solo-cimento. Foto de W. Conciani.

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A proximidade dessas estacas e o seu processo executivo introduzem, no solo, tensões horizontais, que melhoram a sua capacidade de suporte e o seu módulo de deformação. O trabalho de Debats et al. (1998) indica que a melhoria dos valores de NSPT é da ordem de três vezes. Entretanto, os valores de módulo de deformação são aumentados da ordem de quatro vezes e meia. Portanto, o índice de resistência à penetração não é um bom indicador de melhoramento do solo. A mesma relação se aplica para as avaliações feitas com ensaios de penetração estática. A Figura 7 mostra uma avaliação do melhoramento do solo através do N10 do DPL. N10 0

2

4

6

8

10

12

0 0,5 1 1,5 2 2,5

(m)

3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

202

6,5 7

DPL 01 Solo original DPL 02 Após a instalação das estacas DPL 03 Após a instalação das estacas

Figura 7 – Comparação do melhoramento do solo através de estacas de solo-cimento

O reforço do solo é empregado para aumentar o módulo de deformação do maciço e, portanto, reduzir as deformações oriundas do carregamento. Esse reforço é feito pela inserção de uma geogrelha abaixo da profundidade de aplicação das carColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

gas. A profundidade de instalação da geogrelha é escolhida de modo a minimizar os momentos gerados pela carga aplicada. O número de camadas de geogrelha e a resistência à tração deste reforço também estão associados à sua posição e à magnitude das cargas aplicadas. O roteiro de projeto adotado foi aquele apresentado por Abramento et al. (1998).

No presente caso, foi escolhida uma geogrelha unidirecional, com resistência à tração nominal de 12 kN/m. Essa geogrelha foi colocada sobre o solo compactado na profundidade de 0,15 m. A Figura 8 mostra a geogrelha sendo instalada no local da fundação. O procedimento de instalação foi o seguinte: a) escavação do solo até a profundidade de 0,15 m, com largura de 0,5 m para

cada lado do eixo da parede; b) compactação manual do solo com massa de 15 kg.; c) colocação das geogrelhas de modo a ocupar todo o fundo da vala e a

passar dos extremos do painel em pelo menos 0,5 m; d) reaterro com o solo local lançado sobre a grelha e recompactação em

camadas de até 5 cm, até atingir a cota desejada, com o mínimo de 15 cm

de aterro sobre a grelha; e e) nivelamento do reaterrro e execução da parede sobre ele.

203

Figura 8 – Detalhe da instalação da geogrelha no solo. Observar o trespasse da grelha na parte superior da foto, junto à linha do solo.

Foto de W. Conciani.

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6 Solos expansivos Os solos expansivos apresentam elevados teores de argila. Dessa forma, é raro encontrarem-se solos expansivos de caráter arenoso. Entre os siltes, é possível que se encontrem alguns solos expansivos.

A expansão do solo pode ocorrer basicamente por três mecanismos: adsorção de água pelas partículas de argilominerais; redução das tensões de sucção pela entrada de água na estrutura do solo; e relaxamento associado ao alívio de tensões ao qual o solo estava submetido.

O caso mais frequente e mais típico das regiões de clima tropical é o de expansão por adsorção da água pelos argilominerais. Essa expansão pode ser mais ou menos intensa, dependendo do argilomineral presente. A molécula de água adsorvida pela partícula do argilomineral pode aumentar em até 100% a distância entre duas placas de um argilomineral.

Em alguns casos, a simples redução da sucção pode gerar a expansão. A entrada de água na estrutura do solo faz reduzir a sucção que atua nas partículas. No caso em que as partículas são mantidas unidas pela sucção, a sua redução permite que as partículas do argilomineral se afastem umas das outras, ou seja, a força que as mantinha unidas foi eliminada pela entrada da água. Logo elas podem procurar posições de equilíbrio em um novo estado de tensões no conjunto.

Finalmente, em alguns casos, a expansão do solo acontece, principalmente, pelo alívio de tensões que atuavam no maciço ou no conjunto das partículas. De 204

forma similar ao caso anterior, as partículas se mantinham próximas por ação de uma carga externa, ou do próprio maciço. Nesse caso, por exemplo, uma escavação retira a tensão que atua no conjunto, e o maciço pode se expandir.

Para Clemence e Finnbar (1981), a expansão dos solos está diretamente ligada à adsorção de água. Todos os solos que contêm argilominerais do tipo 2:1 estão sujeitos à expansão. Como foi mostrado por Lambe e Whitman (1979), a entrada de uma molécula de água na estrutura desses argilominerais pode causar grandes Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

variações de volume. Essa variação de volume pode atingir mais de 30%. Cássaro (1994) mostra a redução de massa específica do solo seco, quando este sofre expansão em decorrência da adsorção de água. Os solos que experimentam expansão são também solos de arranjo compacto.

Em alguns casos, o índice de vazios cresce tanto que, após certa expansão, o solo pode experimentar recalques. Alonso et al. (1987) mostram que a deformação por expansão do solo, ao contrário do colapso, é recuperável, isto é, o volume expandido pode ser comprimido, quer pela perda de ação de cargas, quer pela perda da umidade.

Em outras palavras, esses solos têm um efeito “rebote”. Outra característica desse fenômeno é a fadiga. Um solo pode expandir e contrair diversas vezes. Contudo, a cada ciclo de expansão e contração, a sua variação de volume fica menor. Isso pode atingir um nível de variação que não seja mais importante para as deformações da obra.

A identificação dos solos expansivos se dá, sobretudo, pelas observações empíricas e de ensaios de laboratório. Alguns procedimentos são muito complexos para uso em obras cotidianas. Entre eles, tem-se a identificação mineralógica ou de capacidade de troca catiônica (CTC). Outros procedimentos baseiam-se nos limites de consistência. Esses são os mais utilizados em obras. Finalmente, têm-se ensaios mecânicos, que visam medir o potencial de expansão real de um solo e que são os mais confiáveis. Índice de Plasticidade Linha D (Ia = 1,25)

Linha C (%Ø < 2µ = 25) Saprolito de Arenito

Linha B (LL = 50) Solo Laterítico de Gnaisse (Caolinita, Gibsita, Óxido de Ferro)

70 60

Linha E (Ia = 0,75)

CH

Solo Laterítico de Gnaisse

CH

Solo Saprolito de Mica Xisto

60

KH

30 20

KL

40

30

20

10

MH

CL

10

Solo Saprolito de Mica Xisto (Caolinita, Óxido de Ferro, Placas de Mica)

KL

ML

50

Solo Laterítico de Gnaisse (Caolinita, Gibsita, Óxido de Ferro)

CH

40

MH

KL

70

Linha A I P = 0,58 (LL = 20)

50

ML

0

20

30

% Argila (Ø < 2µ)

40

50

60

70

80

90

Limite de Liquidez

Figura 9 – Carta de Casagrande modificada por Vargas (1985)

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

205

Entre os métodos empíricos, o de Vargas (1985) é, de longe, o mais conhecido e simples. Vargas associa o índice de atividade com a expansibilidade. A Equação 3 mostra como se obter o índice de atividade. A Figura 9 ilustra esse sistema de identificação de solos expansivos. A Figura 10 mostra a variação do índice de atividade, que é a expressão da expansão de um solo.

Vargas (1985) considera que, acima da linha E, os solos podem ser expansivos. Acima da linha D, os solos são certamente expansivos.

Eq. 3

Ia = IP /( % <2 μm)

3,5

Índice de Atividade

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

1

2

3

4

5

6

Teor de Cal Figura 10 – Variação do índice de atividade do solo estabilizado com cal hidratada, de acordo com Ribeiro Júnior et al. (2005)

A determinação do potencial de expansão é feita de modo análogo à do colapso. Empregam-se, nessa tarefa, os mesmos métodos de laboratório e de campo.

Trata-se de uma inversão no sentido da variação do volume do solo. Mais uma vez, é 206

importante enfatizar que o potencial de expansão, assim como o potencial de colapso, varia em conjunto com o nível de carregamento e do teor de umidade inicial do solo.

Um ponto importante na expansão do solo é a pressão de expansão. A pressão de expansão corresponde à tensão que o solo exerce na direção vertical, de baixo para cima, empurrando a estrutura. Os valores de pressão de expansão, assim como o seu potencial, são dependentes da umidade inicial – sucção. Quanto maior for a sucção inicial do solo, maior será a sua pressão de expansão.

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Nogami e Villlibor (1995) afirmam que, de um modo geral, quanto maior a pressão de expansão, menor o seu potencial. Solos com elevados teores de montmorilonita podem atingir pressões de expansão de até 10 MPa. Ao contrário, solos com ilita e vermiculita têm pressões de expansão da ordem de 20 kPa a 50 kPa. A pressão de expansão pode ser determinada mediante ensaios edométricos. Existem basicamente duas possibilidades para realizar tal ensaio. Na primeira, procura-se anular a tensão de expansão. Na segunda, procura-se medir a pressão de expansão e inferir o seu valor por extrapolação matemática.

Na realização de um ensaio edométrico, é possível determinar a pressão de expansão. Para tanto, basta que seja medida a expansão livre no início do ensaio, isto é, uma vez acrescentada a carga de assentamento das placas de carregamento (cabeçote da prensa), inunda-se a amostra. A norma brasileira NBR 12007 (ABNT, 1990) fixa a carga de assentamento em 2 kPa. Nessa carga, a expansão do solo pode ser considerada livre.

A carga empregada para fazer o volume da amostra retornar ao valor inicial é considerada a carga correspondente à pressão de expansão. A Figura 11 mostra uma curva de compressão de ensaio realizado dessa forma.

Tensão (kPa) 1

10

100

1000

0,39

Índice de Vazios

0,34

0,29

207

0,24

0,19

0,14

Figura11 – Curva de compressão do solo obtida em ensaio edométrico com inundação de um solo de saprolítico de filito de Cuiabá, MT. Neste caso, a pressão de expansão é da ordem de 60 kPa.

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

Outra possibilidade de determinação do valor da pressão de expansão é por meio de diversos ensaios de expansão com diferentes tensões de inundação. Se colocados em gráfico cartesiano com o potencial de expansão em um eixo e a pressão de inundação no outro, podem-se unir os pontos com uma reta prolongada até o eixo do potencial de expansão. A pressão que corresponder ao potencial de expansão nulo é considerada a pressão de expansão. A Figura 12 ilustra esse procedimento.

16 14

Expansão (%)

12 10

12% 16%

8 6 4 2 0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Tensão (kPa)

Figura 12 – Determinação da pressão de expansão com o resultado de dois ensaios edométricos, obtido em Silva et al. (2005). Os valores 12% e 16% correspondem a teores de umidade de compactação das amostras.

7 Fundações em solos expansivos As soluções em solos expansivos são mais tradicionais que as usualmente empregadas em solos colapsíveis. Peck et al. (1973) recomendam a solução de elevar 208

o piso e colocar as fundações em uma região estável. De um modo geral, parece que, quanto ao piso, não se tem nada melhor até o momento.

A solução de fundação adotada deve sempre considerar o potencial e a pressão de expansão. Outra consideração importante é a chamada zona ativa, isto é, existe uma região no perfil do solo que é mais suscetível de se expandir. Essa região pode ser identificada pela própria característica do solo ou pela ocorrência de uma zona de variação de umidade. Uma vez que a expansão está diretamenColetânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

te ligada à variação de umidade do solo, se uma camada não experimenta essas variações, então não sofre variação de volume. É claro que isso é circunstancial.

Um vazamento de água pode levar ao encharcamento de uma região que tipicamente não sofreria mudança de umidade. Uma grande chuva ou período de chuva muito extenso poderia fazer o lençol freático local subir. Da mesma forma, uma grande seca poderia fazer o lençol descer. Contudo, existem meios para que seja estimada a probabilidade de esses eventos acontecerem. Futai et al. (1998) relatam a redução do potencial de expansão com o aumento da profundidade em solos da Baixada Cuiabana. Isso indica que é possível colocar a fundação de uma obra em um extrato livre das expansões.

Para Rojas et al. (2002), as soluções de fundações em solos expansivos podem ser: a) melhorar o solo expansivo, reduzindo ou eliminando o seu potencial de

expansão por tratamento químico ou térmico; b) substituir o solo expansivo por outro menos problemático, se a espessura

da camada expansiva e os volumes envolvidos na obra são pequenos; c) ultrapassar a camada expansiva do solo, o que é conseguido por fundações

profundas; d) empregar fundações com sapatas corridas bem estreitas para aumentar a

tensão de contato e reduzir a área de influência da fundação; e) empregar grelhas ou lajes rígidas, que possam absorver as tensões e as

deformações dos movimentos causados pela expansão do solo; e f) empregar barreiras para conter a mudança do teor de umidade do solo sob

a fundação/imóvel.

As edificações unifamiliares, em geral, têm cargas pequenas. No caso do

emprego dos citados radiers, a carga transmitida ao solo, em geral, é da ordem de 10 kPa. Esse valor pode ser ainda menor, se a casa não tiver laje de forro e/ou tiver Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

209

cobertura de telhas de fibrocimento. Na Baixada Cuiabana, a pressão de expansão dos solos expansivos varia entre 20 kPa e 60 kPa. Portanto, os valores de tensão transmitidos ao solo pelas fundações são menores que a pressão de expansão. Isso explica as frequentes trincas apresentadas por esses imóveis. A solução de fundação na situação de construções leves sobre terrenos expansivos deve reduzir ao máximo a área de contato para fazer crescer a tensão. Dessa forma, pode-se superar a pressão de expansão.

O uso de radier seria uma boa opção se fosse possível empregar uma laje rígida. Nesse caso, o custo da fundação cresce. O aumento de custo não é compatível com a ideia de baixo custo vigente na habitação de interesse social.

Contudo, a ideia de qualidade exige que se lance mão de recursos tecnológicos mais adequados.

Os métodos de cálculo dos radiers são bastante diversos. A concepção estrutural dos radiers pode seguir quatro linhas principais: lajes ou radiers lisos, radiers com pedestais ou cogumelos, radiers nervurados e radiers de caixão. Dessas concepções decorre a obtenção dos esforços e dos recalques. A rigidez relativa de cada um desses sistemas influi na distribuição dos esforços no solo e nas deformações experimentadas. A obtenção dos esforços internos que se desenvolvem no elemento estrutural depende, em boa parte, da forma como o elemento é concebido e tratado.

A primeira questão que surge no projeto de fundações superficiais já foi 210

apontada: é a elevação do piso. Sendo o piso uma placa, em geral de pequena carga, o objeto mais imediato de cuidados é ele. Nesse caso, as soluções clássicas têm sido satisfatórias. A criação do espaço vazio sob o piso do térreo pode ser feita pela criação de uma laje. Um recurso também utilizado é a colocação de caixas de papelão vazias. Essas caixas servem de apoio para a laje do piso. Quando umedecidas, elas se desmancham, deixando o vazio. Por outro lado, a sua capacidade de transmitir tensões é pequena. Desse modo, não existe o risco de que a expansão do solo de base chegue ao piso. A Figura 13 mostra esse arranjo.

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Lajes de piso Nível do terreno

Caixas de papelão Fundação

Fundação

Figura 13 – Arranjo esquemático de caixas de papelão sob o piso do andar térreo para impedir a transmissão dos esforços de expansão

Estando o piso elevado, a fundação deve estar em local livre da pressão de expansão. Em geral, isso é conseguido colocando-se a base da sapata em local que não sofra a variação de umidade. Outra possibilidade de colocar a fundação em uma camada mais estável é assentá-la em uma camada diferenciada. Contudo, isso nem sempre é possível.

Um arranjo de fundação interessante pode ser obtido quando se conhece a tensão de expansão do solo. Nesse caso, podem-se projetar as sapatas para transmitir cargas resultantes superiores àquelas previstas para a expansão do solo. A resultante das forças obtidas nesse processo irá trabalhar de modo favorável ao projetista.

Sabe-se que, de um modo geral, os solos expansivos têm boa capacidade de suporte. Quando a tensão transmitida ao solo pela fundação for superior a pelo menos duas vezes a pressão de expansão, os valores de deslocamento da fundação podem ser calculados considerando-se a tensão efetiva líquida, isto é, o valor da tensão descontado o valor da pressão de expansão. A tensão admissível do solo passa então a ser: 211 pe * F ≥ qadm ≥ qult / F

Eq. 4

qliq = qserv - pe ,

Eq. 5

Onde: pe = pressão de expansão; qadm = tensão admissível; Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

qult = tensão de ruptura ou capacidade de carga; qliq = tensão líquida; qserv = tensão de serviço (transmitida ao solo); e F = fator de segurança, que pode ser diferente para a condição de expansão e de carga.

Cabe aqui lembrar que a tensão líquida a que se refere a equação anterior não é aquela que inclui a sucção. Essa tensão líquida, que inclui a sucção, será usada nos modelos de previsão de recalques que a contemplam. Como exemplo dessas situações, tem-se o emprego dos modelos canadense e espanhol.

Na mesma linha, Ribeiro Júnior et al. (2006) apresentam a proposta de colocar o piso e a fundação de habitações de interesse social unifamiliares assentes em solos expansivos sobre uma camada de cascalho. Para esses autores, uma camada de cascalho com espessura superior a 5 cm e com dimensões superiores a 50 mm cria espaço suficiente para que a expansão aconteça para dentro dos seus vazios. Por outro lado, a área de contato dessas pedras, por ser menor que a área total da fundação/piso, gera uma tensão que pode, em alguns casos, exceder a tensão de expansão do solo.

Ainda que isso não aconteça, o peso próprio da camada de cascalho contribui para aumentar a tensão atuante e conter a expansão da fundação/piso.

Essa ideia foi observada para solos saprolíticos siltosos, derivados do filito, na Baixada Cuiabana. Em escala de laboratório, os ensaios demonstraram o seu pleno sucesso. Ainda não há resultados de campo para validar essa proposta.

212

A filosofia de reduzir as áreas de contato do solo com as fundações sugere que sejam usadas as grelhas para transmitir as cargas ao solo. As grelhas são conjuntos de vigas intertravadas para aumentar a rigidez do conjunto. As grelhas aumentam a rigidez do conjunto e reduzem a possibilidade de recalques diferenciais.

As soluções de fundações mais recomendadas para solos expansivos são as fundações profundas. Com esse tipo de fundações, pode-se ultrapassar a camada expansiva. Contudo, é importante lembrar que as fundações profundas sofrem ação Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

do atrito lateral. Nesse caso, a mesma tensão que atua impedindo o recalque da estaca em solos convencionais atua empurrando a estaca para fora do solo. Uma forma de reduzir a atuação da tensão de arrancamento da fundação é aumentar o seu peso.

Isso pode ser feito pelo alargamento da base, como nos tubulões de base alargada.

Peck et al. (1973) recomendam que a carga de arrancamento do tubulão/ estaca seja calculada de forma similar ao seu dimensionamento geotécnico. Nesse caso, os autores recomendam a inclusão da parcela de adesão no cálculo da carga de arrancamento. Tal consideração leva em conta que os solos são puramente coesivos, o que nem sempre é verdade. No caso dos solos brasileiros, é comum que os solos não saturados, expansivos, apresentem comportamento coesivo-friccional.

Para garantir que o elemento de fundação não seja empurrado para fora do solo, deve-se construí-lo com um peso superior à força de arrancamento. Em alguns casos, o peso do elemento de fundação pode não ser suficiente para suportar a carga de arrancamento. Essa situação exige que a base da fundação seja alargada, para permitir que o solo venha a reagir contra o movimento ascendente.

A carga de expansão que atua no fuste do elemento de fundação é proporcional à sua área lateral, portanto ao seu diâmetro. Assim, quanto menor o diâmetro do fuste, menor a carga de expansão transmitida à fundação. Peck et al. (1973) recomendam que o fuste tenha diâmetro da ordem de 30% do diâmetro da base. O esforço de empurrar a fundação para fora do solo gera uma tensão de tração. Todo fuste de fundação sujeita a esforços de tração deve ser armado. Logo, todo o trecho compreendido entre a base alargada e o bloco de coroamento deve ser armado.

Em muitos casos, a solução mais adequada pode ser a substituição ou o tratamento do solo. Isso é possível quando as soluções de fundações adotadas tornam-se muito caras em relação à obra.

A substituição do solo expansivo por outro de melhor qualidade pode ser feita se os volumes envolvidos forem pequenos. Em alguns locais, a camada de solo expansivo tem espessura inferior a 2 m ou 3 m. Nesses casos, deve-se estudar a alternativa de remoção da camada de solo expansivo. A sua substituição é uma Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

213

alternativa interessante, já que elimina a fonte dos problemas. Em outros casos, a espessura da camada expansível é muito grande para ser removida. Contudo, a tensão de expansão diminui na medida em que a profundidade aumenta. Nesses casos, a substituição pode ser feita na parte cuja tensão de expansão seja maior que as tensões aplicadas pela fundação. Se essa espessura for viável economicamente, a solução é viável tecnicamente.

O solo empregado na substituição deve atender às características de compactação e de capacidade de carga para a obra. O controle de compactação do solo colocado no local da obra deve atender às seguintes condições: a) a expansibilidade do solo importado deve ser nula ou muito abaixo da

tensão transmitida pela obra; b) o grau de compactação e a energia propostos no projeto devem produzir a

resistência necessária para suportar a obra; c) o grau de compactação em cada camada de aterro deve ser compatível com

o projeto; e d) a espessura de cada camada de aterro não deve ultrapassar a espessura de

projeto proposta no memorial descritivo da obra.

A estabilização química dos solos pode ser uma alternativa para reduzir ou

eliminar a expansão do material de suporte da obra. A substituição pode não ser viável economicamente por falta de material de qualidade adequada a preços compatíveis com as necessidades da obra. A estabilização química pode ser feita com 214

aditivos de diversos tipos: polímeros, ligantes, resíduos industriais e outros.

A expansibilidade é produto da interação da água com os minerais do solo.

Se os minerais forem alterados, então a expansibilidade será reduzida. Esse é o princípio básico da estabilização química. A Figura 14 mostra a variação da atividade do solo tratado com diferentes teores de cal hidratada. Observa-se que os teores de cal hidratada cálcica de 1% e 2% reduzem a expansão do solo, para uma faixa de valores aceitável. No caso dos índices de atividade obtidos com o solo defloculado, Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

o índice de atividade sofre pouca variação para teores de cal maiores que 2%. Solos com índice de atividade acima de 1,25 são considerados expansivos e com potencial de dano elevado para as obras. Os índices de atividade entre 0,75 e 1,25 indicam solos de baixa expansibilidade, que, portanto, não causam danos às obras. Solos com índice de atividade inferior a 0,75 não são expansivos.

Índice de atividade

3 Índice de atividade sem uso de defloculante Índice de atividade sem uso de defloculante

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

1

2

3

4

5

6

Teor de Cal (%) Figura 14 – Variação do índice de atividade do solo em relação ao teor de cal hidratada adicionada, segundo Ribeiro Júnior (2006). As linhas verde e amarela são respectivamente os limites superior e inferior do índice de atividade que caracteriza os solos expansivos.

No momento da dosagem do aditivo, deve-se ter em conta que o teor de aditivo a ser empregado não busca aumentar a resistência do material, mas reduzir a sua expansibilidade. Dama e Miranda (1995) buscaram melhorar a resistência de um solo saprolítico da Baixada Cuiabana com cal hidratada. Esses autores obtiveram um teor ideal de cal de 6%. Grande parte dos autores que buscam melhorar a resistência do solo com cal hidratada encontra teores que variam entre 6% e 12%.

Contudo, Ribeiro Júnior et al. (2005) encontraram teores de cal hidratada da ordem de 1% para reduzir a expansibilidade de solos saprolíticos da Baixada Cuiabana.

De acordo com Alves et al. (2005), a cal hidratada adicionada ao solo saprolítico promove a redução imediata da expansibilidade. Essa mudança de comportamento é decorrência da troca de cátions que ocorre no solo. Na reação de troca catiônica íons Ca2+ presentes na cal deslocam os íons adsorvidos na superfície das partículas de argila. Além disso, íons de Ca2+ não permutados podem estar adsorvidos, de forma que a densidade total de íons na dupla camada aumente. O resultado líquido é a menor capacidade de troca de bases, com a consequente redução de contração e Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

215

expansão. Guimarães (2002) explica as reações que ocorrem ao se adicionar a cal ao solo úmido e classifica-as em reações imediatas (troca catiônica), reações de longo prazo (ação pozolânica) e carbonatação, que tem origem diferente das anteriores. A troca catiônica promove, após alguns instantes de contato, mudanças nas propriedades físicas do solo, como o deslocamento da curva granulométrica para o lado grosseiro, o aumento do limite de plasticidade e a queda do índice de plasticidade e do limite de liquidez. Na compactação, há uma diminuição na massa específica aparente seca e um aumento na umidade ótima. A troca de cátions entre os argilominerais do solo e a cal leva à formação de fosfatos de alumínio hidratado.

A Figura 15 mostra o resultado do tratamento de um saprolítico de filito da Baixada Cuiabana com cal hidratada cálcica. Pode-se observar, nessa figura, que o potencial de expansão do solo foi reduzido de cerca de 13% para menos de 2%.

Também fica evidente que o teor de cal economicamente viável que produz o resultado desejado é o de 1%. O teor de 1% produz redução do potencial de expansão para cerca de 1%. Os teores de cal de 2% e 4% quase anulam a expansão. Contudo, em termos práticos, o teor de 1% resolve o problema da expansão e é mais econômico. Para o teor de 6% de cal, o potencial de expansão é maior que para 1%.

Expansão (%)

16

216

12 8 4 0

0

20000

40000

60000

80000

Tempo (s) Solo Natural

1% cal

4% cal

6% cal

2% cal

Figura 15 – Valores da expansibilidade do solo em função do teor de cal hidratada cálcica, segundo Ribeiro Júnior (2006)

A ideia de que o teor de cal hidratada ótimo seja de 1% é reforçada por dados que mostram que a variação de pH mais importante que a mistura sofreu foi para Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

esse teor. Da mesma forma, a maior variação no índice de plasticidade (IP) do solo foi obtida para esse valor de adição (RIBEIRO JÚNIOR, 2006).

Além da cal hidratada, outros aditivos podem ser empregados. Entre esses produtos, destaca-se a cinza. Thomé e Consoli (2000) empregaram cinza proveniente da queima de carvão para melhorar a resistência de um solo de fundação.

Esses autores obtiveram aumento importante na capacidade de carga do solo. Para melhor aproveitamento do solo estabilizado, eles tratam o solo como uma dupla camada. A camada melhorada com cinza tem mais rigidez e resistência que a camada de solo natural subjacente.

Em Mato Grosso, Leirias et al. (2005) propõem o uso de cinza de casca de arroz para estabilizar o solo quanto ao seu potencial de expansão. Esses autores entendem que os sais existentes na cinza sofrem trocas catiônicas de modo análogo ao que ocorre com a cal hidratada. O teor de cinzas encontrado como ótimo varia entre 5% e 7%, a depender da forma como a cinza foi preparada. A cinza de casca de arroz tem maior ou menor eficiência na estabilização do solo de acordo com a sua área específica. Quanto mais fina for a cinza, melhor será a sua reatividade com o solo.

A composição química da cinza de casca de arroz é fundamentalmente de óxidos de silício (86%), óxidos de potássio, sódio, ferro, cálcio e magnésio, com cerca de 1%, e outros óxidos em menor concentração. Em razão do elevado teor de sílica, a cinza é muito utilizada na indústria cimenteira (DAFICO, 2001). Assim, a cinza de casca de arroz poderia manifestar um potencial pozolânico não apresentado quando a cinza se encontra na forma bruta.

Os solos expansivos podem apresentar disfunções na forma da curva de compactação, isto é, a curva de compactação desses solos pode não ter aquele formato típico de parábola que os solos em geral apresentam (SANTOS, 2003). A estabilização química dos solos expansivos traz o formato da curva de compactação mais próximo daquele tipicamente esperado (LEIRIAS et al., 2005; RIBEIRO JÚNIOR et al., 2005).

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

217

A forma de executar o tratamento do solo varia de acordo com o local. Em alguns casos, o projetista tem preferido retirar o solo e recompactar o solo aditivado com o agente estabilizante. Em outros casos, têm-se realizado injeções de água com o agente que se deseja introduzir no solo. Esta segunda forma encontra um problema, que é a variação da umidade do material e a sua consequente expansão. Nesse caso, a obra só deverá ter início quando o teor de umidade do solo voltar a níveis compatíveis com os existentes antes da injeção.

Em qualquer caso, uma medida importante, adicional a tudo o que foi feito, é a construção de drenos e barreiras hidráulicas. Essa é uma forma de reduzir as possibilidades de a água atingir a região das fundações da obra. Os drenos devem ser feitos na face externa das barreiras, isto é, a primeira preocupação é tirar a água de perto da obra. Para tanto, deve-se: a) construir calçadas largas no perímetro da obra; b) executar drenos enterrados e superficiais para impedir a água de chegar à

região das fundações da obra; e c) executar barreiras impermeáveis em torno das fundações – perímetro

externo – para reduzir as chances de o solo sofrer variação de umidade.

Essas medidas objetivam eliminar ou reduzir a variação de umidade do solo

sob a obra. Dessa forma, pode-se reduzir a chance de contração ou expansão do solo de fundação. Entretanto, deve ficar bem claro que essas são medidas adicionais.

218

8 Protótipos As tecnologias descritas neste capítulo foram aplicadas na construção de quatro protótipos em Barra do Bugres, MT. O projeto e a construção dos protótipos objetivaram avaliar os seguintes aspectos: a) construtividade do sistema de blocos de solo-cimento encaixantes, sem

argamassa; Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

b) avaliação da técnica de fundações com brocas apiloadas para redução do

colapso do solo; c) avaliação da técnica de fundações de solos reforçados com geogrelhas para

redução das deformações oriundas do colapso do solo; d) avaliação do conforto térmico das unidades decorrentes do arranjo arqui

tetônico e de dispositivos de circulação de ar instalados; e) avaliação do impacto do uso de telhas de fibrocimento no conforto

térmico das unidades; f) avaliação dos arranjos arquitetônicos empregados; g) avaliação do grau de dificuldade de execução das casas ante os arranjos

arquitetônicos adotados; h) avaliação da exequibilidade e do custo de um sistema estrutural de telhados

mais adequado às casas de pequeno porte; i) avaliação do grau de satisfação do morador com a casa; e j) estudo das alterações e das ampliações feitas pelos moradores.

Os resultados deste trabalho foram publicados em diversos congressos espe-

cializados. A maior parte dos artigos foi publicada nos anais do I e do II Seminários Mato-grossenses de Habitação de Interesse Social, realizados respectivamente em 2005 e 2007 em Cuiabá, MT. As expectativas de sucesso nas práticas adotadas são muito boas. Com exceção da dificuldade de se trabalhar com painéis de alvenaria não solidarizados por argamassa, todos os outros aspectos se mostraram positivos.

Kunze e Conciani (2007) analisam a difusão tecnológica e a integração social obtida com a construção dos protótipos. A construção envolveu grande grupo de parceiros. Entre eles, pode-se citar: Sinduscon-MT, Secretaria de Infraestrutura do Estado de Mato Grosso – Sinfra-MT, Prefeitura Municipal de Barra do Bugres, Igreja Católica – Paróquia de Santa Cruz em Barra do Bugres, Eternit e Huesker.

Além desses, estavam envolvidos o Programa Habitare, da Finep, como financiaEstudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

219

dor, as instituições de pesquisa envolvidas (CEFET-MT, UFMT, UFCG e Unemat) e algumas empresas privadas que participaram na busca de apropriação tecnológica.

Atualmente o modelo de difusão tecnológica vem sendo estudado pela Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica do MEC como modelo para formação inicial e continuada de profissionais da construção civil.

Como decorrência desse projeto, ONGs e empresas têm procurado o grupo de pesquisadores do projeto Moradia para obter formação tecnológica e consultoria.

O impacto do programa Habitare no projeto Moradia e na sociedade tem sido estudado a partir de uma monografia de conclusão de curso (CONCIANI, 2007).

9 Considerações finais O emprego de tecnologias de sondagens, projetos e execução de fundações mais simples é uma necessidade que transcende a questão do custo do imóvel. Essas tecnologias são necessárias para assegurar a qualidade da obra no que se refere à eliminação de patologias e à melhoria do conforto de quem habita o imóvel. Neste texto foram apresentadas algumas alternativas em desenvolvimento.

O uso de técnicas de sondagem mais leves e mais econômicas possibilita a avaliação do terreno para construções de pequeno porte, tais como casas de dois quartos e edifícios do tipo H4, destinados à habitação de interesse social. O DPL é um equipamento compacto, leve, que permite avaliar perfis de terrenos em profundidades inferiores a 12 m, com resistência média a baixa. Esse ensaio fornece o índice de resistência à penetração (N10) ao longo da profundidade e estimativas de 220

capacidade de carga de estacas. O uso do DPL, em conjunto com avaliações expeditas de expansão e/ou colapso, leva a um conhecimento do terreno que permite adotar técnicas de fundações mais adequadas a cada tipo de terreno e obra.

O ensaio expedito de expansão e/ou colapso empregado fornece uma estimativa de potencial de expansão livre do solo. Esse ensaio fornece, também, uma informação que descarta ou recomenda a realização de ensaios adicionais para avaliar o potencial de colapso do solo.

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Diante da identificação do perfil do terreno, sua resistência, seu peso específico e seu comportamento diante das variações de umidade, o projetista pode escolher o melhor sistema de fundações. Essa escolha pode recair sobre os tradicionais radiers ou buscar soluções mais arrojadas como estacas de solo-cimento, melhoramento do terreno e sapatas corridas, entre outras. O mais importante é que tais soluções serão adotadas com base nas propriedades do terreno e nas características do imóvel. Essa escolha proporcionará uma redução do retrabalho, um aumento no conforto para o usuário e uma melhor qualidade do bem.

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Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

225

RIBEIRO JÚNIOR, I.; ALVES, E. B.; CONCIANI, W. Estudo do comportamento da curva de compactação e dos índices físicos do solo saprolítico de filito com adição de cal hidratada cálcica. In: SIMPÓSIO SOBRE SOLOS TROPICAIS E PROCESSOS EROSIVOS DO CENTRO OESTE, 2., Goiânia.

Anais... Goiânia, 2005. p. 23-32.

RIBEIRO JÚNIOR, I.; CASTELO BRANCO, M. B. S.; CONCIANI, W. Estudo comparativo entre as previsões de capacidade de carga para estacas curtas feitas a partir de dados de SPT e DPL. In: SIMPÓSIO SOBRE SOLOS TROPICAIS E PROCESSOS EROSIVOS NO CENTRO-OESTE, 3., Cuiabá, MT. Anais...

Cuiabá, 2007. CD-ROM. RIBEIRO JÚNIOR, I.; FUTAI, M. M.; CONCIANI, W. Estudo de uma solução para projeto de fundações em solos expansivos. In: COBRAMSEG, 13., Curitiba.

Anais… Curitiba, 2006. v. 1, p. 331-337.

ROJAS, E.; CERVANTES, R.; GARNICA. P. Expansive soils with deep moisture barriers: modeling and measurements. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON UNSATURATED SOILS, 3., Recife. Proceedings… Recife, 2002. v. 1, p.

187-193.

SANTOS, A. C. Influência da energia e do reuso de amostras na 226

compactação de amostras de solo residual de filito. 2003. Dissertação (Mestrado) – Departamento de Engenharia Civil, UFCG, Campo Grande, 2003.

SANTOS, A.; PEREIRA, A. C. W. Diretrizes para implementação dos sistemas de vedação na habitação de interesse social através de modulação. In: SEMINÁRIO MATO-GROSSENSE DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL, 2005, Cuiabá. Anais... Cuiabá: CEFETMT, 2005. CD-ROM. Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

SILVA, L. C.; SANTOS, A. C.; CONCIANI, W. Análise de aditivos químicos como a cinza de casca de arroz e a cal hidratada cálcica empregados no solo saprolítico de filito para a produção de tijolos de vedação. In: SEMINÁRIO MATO-GROSSENSE DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL, 1., Cuiabá.

Anais... Cuiabá, 2005. CD-ROM. SOARES, M. M. Identificação de solos tropicais através de ensaios de campo. In: SIMPÓSIO DE SOLOS TROPICAIS, 1., Brasília. Anais... Brasília, 1988.

SOUZA, A.; CINTRA, J. C. A. Fundações rasas no solo colapsível de Ilha Solteira – SP. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DE SOLOS E ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES, 10., Foz do Iguaçu. Anais... Foz do Iguaçu, 1994. v. 1, p. 223-230.

THOMÉ, A.; CONSOLI, N. C. Ensaios de placas sobre aterros industriais estabilizados com resíduos industriais. In: SEMINÁRIO DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS, 4. Anais... 2000. p. 103-115.

VARGAS, M. The concept of tropical soils. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON TROPICAL LATERITIC AND SAPROLITIC SOILS, 1., Brasília. Proceedings… Brasília, 1985. v. 3, p. 101-134.

227

Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social: o caso das fundações

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8.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

8.

Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

Editores

A

line da Silva Ramos Barboza é engenheira civil pela Universidade Federal de Alagoas (1987), com mestrado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (1992) e doutorado em

Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2002).

Atualmente é professora adjunto e diretora do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas. Tem experiência na área de engenharia civil, com ênfase em estruturas de concreto, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto autoadensável, bambu, pré-moldados, habitação de interesse social, novos materiais, resíduos e concreto com fibras.

229

H

olmer Savastano concluiu o doutorado em engenharia civil pela Universidade de São Paulo em 1993. Atualmente e professor titular da Universidade de São Paulo. Atua na área de engenharia civil, com ênfase em

materiais e componentes de construção, principalmente nos seguintes temas: fibras vegetais, ambiência, construção rural, construção civil, conforto térmico, produção animal, fibrocimento, bovinocultura de leite, compósitos fibrosos e fibrocimentos alternativos.

Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

8.1 Mecanismos de inovação da gestão de produção de materiais e serviços da indústria da construção Instituição executora Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

Instituições co-executoras Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) Universidade Federal da Bahia (UFBA) Universidade de Fortaleza (Unifor) Universidade do Vale do Itajaí (Univali) Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia (Cefet-BA) Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG) Centro Federal de Educação Tecnológica da Paraíba (Cefet-PB)

Coordenação geral Humberto Ramos Roman

Equipe técnica Humberto Ramos Roman (UFSC) 230

Leslie Maria Finger Roman (UFSC) Margaret Souza Schmidt Jobim (UFSM) Maria Aridenise Macena Fontenelle (Unifor) Nelma Mirian Chagas de Araújo (Cefet-PB) Vinnicius Grangeiro Ribeiro Maia (Unifor) Yolanda Montenegro de Moura Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Currículo Humberto Ramos Roman é engenheiro civil (1980), mestre (1983) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul e doutor (1990) pela University of Sheffield, Inglaterra. Membro da British Masonry Society desde 1993, do International Council for Building Research Studies desde 1997 e da American Society of Civil Engineering desde 2005. É professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina desde 1992. Atua nas áreas de alvenaria estrutural e processos construtivos.

8. 2 Componentes com agregado reciclado para habitação de interesse social – COMHABIS Instituição executora Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Núcleo Orientado para a Inovação da Edificação (Norie)

Instituições co-executoras Centro Universitário Feevale Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos) Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec) 231

Coordenação Denise Carpena Coitinho Dal Molin

Equipe técnica Prof.ª Denise C. C. Dal Molin (coodenação geral do projeto) Prof.ª Angela Borges Masuero Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

MSc Iuri Jadowiski (ex-aluno de mestrado) MSc Patrícia Lovato (ex-aluna de mestrado) Dr. Antonio Eduardo Bezerra (ex-aluno de doutorado) Graduando Rafael Mascolo (BIC)

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Prof.ª Marlova Kulakowski Prof.ª Ana Cristina de Almeida Garcia Graduanda Lisiane Bitsch

Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos) Prof. Claudio Kazmierczak Graduanda Luana Tonello

Fundação de Ciência e Tecnologia (Cientec) Fernanda Vieira (pesquisadora) Graduando Samuel (BIC)

Currículo Denise Carpena Coitinho Dal Molin é engenheira civil pela Universidade 232

Federal do Rio Grande do Sul (1982), com mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo (1995). Atualmente é professora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua principalmente nos seguintes temas: tecnologia de concretos convencionais e especiais, aproveitamento de resíduos em materiais de construção, desenvolvimento de novos materiais, avaliação de desempenho de materiais e componentes da construção, patologia e recuperação de estruturas e construções e processos construtivos.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

8.3 Aprimoramento tecnológico de habitações populares construídas com materiais alternativos Instituição executora Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)

Apoio Universidade de Santa Cruz do Sul (Unisc) Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência (Fateciens) Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul

Coordenação José Mario Doleys Soares

Equipe técnica Marcus Daniel Friederich dos Santos Ana Lúcia Kholer Dinara Xavier Paixão Kamila Kappaun Milene Carvalho

Currículo José Mario Doleys Soares é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestre em Engenharia Civil (1985) e doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), especialista em Agente de Inovação Tecnológica (2007) pela UFSM. Atualmente é professor de graduação e de mestrado em Engenharia Civil da UFSM e pesquisador/assessor do Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC). Atua nas áreas de geotecnia, materiais, componentes e patologia de construções.

Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

233

8.4 Projeto de Utilização de Resíduos de Serragem de Rochas Ornamentais (RSRO) na Produção de Peças Pré-Moldadas para Habitação de Interesse Social (título do capítulo: Resíduos de serragem de rochas ornamentais para produção de peças pré-moldadas)

Instituição executora Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

Instituição co-executora Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

Coordenação Washington Almeida Moura

Equipe técnica Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) Prof. Washington Almeida Moura (coordenação geral do projeto) Prof.ª Mônica Leite Diogenes Oliveira Senna (bolsista) Rosana de Freitas Correia (bolsista) 234

Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) Prof. João Luiz Calmon Nogueira da Gama (coordenador) Markus Muratti (bolsista)

Currículo Washington Almeida Moura é engenheiro civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS). Obteve título de mestre em Engenharia Civil pela Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Universidade Federal Fluminense (1991) e de doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000). É professor titular e vice-reitor da Universidade Estadual de Feira de Santana, e Diretor Financeiro da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (Antac). Atua na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, e desenvolve pesquisas relacionadas principalmente aos seguintes temas: reciclagem de resíduos industriais, concreto, argamassa, blocos pré-moldados e durabilidade.

8.5 Desenvolvimento de sistema alternativo de construção em alvenaria estrutural para habitação de interesse social Instituição executora Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

Instituições co-executoras Universidade de São Paulo (USP) Universidade Estadual Paulista (Unesp) – Campus de Ilha Solteira

Empresa interveniente Toniolo Pré-moldados 235

Coordenação Luiz Roberto Prudêncio Júnior

Equipe técnica Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) Luiz Roberto Prudêncio Jr. (coordenação geral do projeto) Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

Alexandre Lima de Oliveira – PPGEC/UFSC Denis Fernandes Weidmann – PIBIC-CNPq/UFSC Juliana M. Casali – doutoranda PPGEC/UFSC Universidade de São Paulo (USP) Túlio Nogueira Bittencourt (coordenador) UNESP Ilha Solteira Jefferson Sidney Camacho (coordenador)

Currículo Luiz Roberto Prudêncio Júnior é engenheiro civil (1981) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Mestre em Engenharia Civil (1986) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de alvenaria estrutural. Doutor (1993) pela Universidade de São Paulo (USP) na área de Tecnologia do Concreto, realizando parte de seus experimentos no Institute for Research in Construction – Ottawa, Canadá. Em 2001 obteve seu pós-doutorado na Inglaterra, na Loughborouh University. Iniciou sua atividade didática na UFSC em 1982 sendo atualmente professor titular. Fundador e coordenador do Grupo de Tecnologia em Materiais e Componentes à Base de Cimento Portland (GTec) do Núcleo de Pesquisa em Construção da UFSC.

236

8.6 Avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas Instituição executora Universidade Federal Fluminense (UFF)

Instituições co-executoras Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ) Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Empresas intervenientes R. Matoso Engenharia Ltda.

RG Côrtes Engenharia S.A. JM Construções Ltda.

Coordenação Regina Helena Ferreira de Souza

Equipe técnica Prof.ª Regina Helena Ferreira de Souza – Dep. Engenharia Civil UFF (coordenação geral) Prof. Ivan Ramalho de Almeida – Dep. Engenharia Civil UFF (coordenador)

Pesquisadores Prof. Paulo Cesar Almeida – Dep. Engenharia Civil, UFF Prof. Jorge Luiz Fernandes Oliveira – Depart. de Geografia, UFF Prof. Evandro Biassi Barbiéri – Instituto de Geociências, UFF Prof. Fernando B. Mainier Depart. Engenharia Química, UFF Prof. Helena Carasek – Dep. Engenharia Civil, UFG Prof. Moacir Carvalho – Dep. Engenharia Civil, UERJ Prof. José Carlos Rinelli – Dep. Engenharia Civil, UERJ Prof. Ana Catarina Evangelista – Dep. Engenharia Civil, UFRJ Eng. Civil Maria do Rosário Veiga – LNEC Eng. Eletrotécnico João Palma – LNEC Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

237

Alunos (bolsistas) Fernanda de Castro Miguel, Leonardo de Moura Pereira, Lizandra Prado, Luciana Zorzanelo Menezes de França e Rodolfo de Lima Paula (todos graduandos do curso de Engenharia Civil da UFF).

Currículo Regina Helena Ferreira de Souza é engenheira civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UERJ) em 1978, mestre pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 1985 e doutora em Engenharia Civil pelo Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa em 1990. Em 1998 completou um programa de pós-doutorado no Instituto Superior Técnico, em Portugal. É professora titular de Estabilidade das Construções da UFF desde 1994. No momento, atua como professora do Departamento de Estruturas e Fundações da UERJ, como pesquisadora da UFF, CNPq, Faperj e Finep e como consultora na área da recuperação e reforço de estruturas de concreto, sendo autora de mais de 50 trabalhos técnicos publicados no Brasil e no exterior.

8.7 Estudo do espaço e dos componentes para moradias de interesse social – o caso das fundações Instituição executora Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (Cefet-MT) 238

Instituições co-executoras Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Empresas intervenientes Barbosa e Dalla Rosa Engenharia Ltda.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Cerâmica Santo André Ltda.

Geosolo Engenharia e Consultoria Ltda.

Nacon Engenharia e Construções Ltda.

Nativa Engenharia Ambiental Eternit Huesker do Brasil S.A.

Apoio Secretaria de Estado de Infraestrutura (Sinfra-MT) Sindicato da Indústria da Construção Civil de Mato Grosso (Sinduscon-MT ) Prefeitura Municipal de Barra do Bugres, MT

Coordenação Wilson Conciani

Equipe técnica Professores e pesquisadores Adnauer Tarquínio Daltro – UFMT Antônio Cezar Santos – Cefet-MT 239

Douglas Queiroz Brandão – UFMT Heber Carlos Ferreira – UFCG Izabel Cristina de Oliveira Campos – Cefet-MT João Carlos Sanches Júnior – Unemat João Manoel Mischiati Farto – Cefet-MT José de Souza Nogueira – UFMT Projetos HABITARE/FINEP, equipes e currículos dos participantes

José Henriques de Jesus –UFMT Juzélia Santos da Costa – CEFTMT Luciane Cleonice Durante – UFMT Manoel Santinho Rodrigues Júnior – UFMT Marta Cristina de Jesus Albuquerque Nogueira – UFMT Walterley Araújo Moura – Cefet-MT Alunos (bolsistas e não bolsistas) Ana Carolina Rodrigues, Anadir Marciana, André Calvoso de Carvalho, Carla Fernanda Teixeira, Dárcio Roberto de Moura, Dário Silvano, Eliete Alves Barbosa, Fabiane Novak Schiavon, Francisney Campos Galvão, Helton Souza Leirias, Ilço Ribeiro Júnior, Inês Vieira Serpa, Jaime Ferreira Mendes, Joaquim Tolovi Júnior, Liliane Cerqueira da Silva, Maria Emília Mônaco Araújo, Marlo Roberto de Paiva, Nathalia Pelissari Brandão, Nelson Barbiero, Paulo Junges, Renata Conciani, Stanley Pires de Ávila, Tatiane Elias de Assis, Thalita Dadam e Wilson Pimenta da Silva

Currículo Wilson Conciani possui graduação em licenciatura para Educação Profissional pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), graduação em Engenharia civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (1985), mestrado em Engenharia 240

Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba (1989) e doutorado em Geotécnica pela Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos (1997). É professor dos I e II graus do Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Geotécnica, atuando principalmente nos seguintes temas: solo não saturado, fundações, ensaio de campo, instrumentação de obras e educação profissional.

Coletânea Habitare – vol. 8 – Tecnologias Construtivas Inovadoras e Gestão da Cadeia Produtiva

Editores Aline da Silva Ramos Barboza é engenheira civil pela Universidade Federal de Alagoas (1987), com mestrado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (1992) e doutorado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2002).

Atualmente é professora adjunto e diretora do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas. Tem experiência na área de engenharia civil, com ênfase em estruturas de concreto, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto autoadensável, bambu, pré-moldados, habitação de interesse social, novos materiais, resíduos e concreto com fibras.

Holmer Savastano concluiu o doutorado em engenharia civil pela Universidade de São Paulo em 1993. Atualmente e professor titular da Universidade de São Paulo. Atua na área de engenharia civil, com ênfase em materiais e componentes de construção, principalmente nos seguintes temas: fibras vegetais, ambiência, construção rural, construção civil, conforto térmico, produção animal, fibrocimento, bovinocultura de leite, compósitos fibrosos e fibrocimentos alternativos.

Volumes anteriores Volume 1: Inserção urbana e avaliação pós-ocupação (APO) da habitação de interesse social Volume 2: Inovação, gestão da qualidade & produtividade e disseminação do conhecimento na construção habitacional Volume 3: Normalização e certificação na construção habitacional Volume 4: Utilização de resíduos na construção habitacional Volume 5: Procedimentos de gestão habitacional para população de baixa renda Volume 6: Inovação tecnológica na construção habitacional Volume 7: Construção e meio ambiente

E

sta coletânea apresenta resultados de pesquisas desenvolvidas com o apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), por meio do Programa de Tecnologia de

Habitação (Programa Habitare). São estudos sobre novos materiais, sistemas construtivos e mecanismos de gestão voltados ao setor da construção civil.

Sete artigos compõem a edição e propõem mudanças tecnológicas, organizacionais, econômicas e culturais direcionadas à melhoria da qualidade da habitação. Os trabalhos que caracterizam o contexto atual de necessidades no campo da moradia de interesse social e mostram esforços da academia para atender o setor produtivo.

ISBN

858947828-9

9 7 8 8 5 8 9

4 7 8 2 8 1