DEFESA DISSERTAÇÃO

INTRODUÇÃO

Ludovico, Prota, et al. (2016) apontam que a Itália sofreu nos últimos dois séculos mais de 60 terremotos, causando mais de 149.000 mortes.

Investigações apontam que a baixa resistência ao cisalhamento das alvenarias como a maior causa dos colapsos estruturais.

INTRODUÇÃO

O Tijolito é um material utilizado em construções em países com ocorrências de sismos e ou furacões.

Fonte: Assis (2001).

3

Fonte: Jimboê (2012).

Objetivo geral

Analisar experimentalmente o comportamento ao cisalhamento de mini paredes de alvenaria, não armadas, construídas com blocos encaixáveis de solo cimento, o Tijolito.

Objetivos específicos

Determinar a tensão de cisalhamento e o módulo de deformação transversal de mini paredes de alvenaria construídas com Tijolito;

analisar o processo de fissuração e o modo de ruptura de mini paredes quando submetidas ao esforço de cisalhamento;

JUSTIFICATIVA

Técnica de construção inovadora (FAY, COOPER e MORAIS, 2014).

A resistência ao cisalhamento de um painel é importante para a segurança de uma edificação (MICCOLI, GAROFANO, et al., 2015);

JUSTIFICATIVA

A utilização do Tijolito causa menores impactos ao meio ambiente como relatado por Porter, Assis e Guimarães (2015).

JUSTIFICATIVA

De acordo com Miccoli, Garofano, et al. (2015), o conhecimento sobre as propriedades e rupturas das alvenarias construídas com blocos de terra crua ainda são limitados.

Alvenaria estrutural

Segundo Gouveia, Lourenço e Vasconcelos (2007), há indícios da utilização da alvenaria estrutural desde 10.000 a.C.;

por volta de 3.000 a.C. foi introduzida a queima de tijolos em fornos.

Figura: Emprego da alvenaria estrutural Catedral de Notre Dame (1250) e Muralha da China (1368 - 1644)

Fonte: Aquino (2012) e Francisco (2017).

Alvenaria estrutural

As alvenarias no Brasil tiveram início no período colonial;

em 1950 surgiram as primeiras normas de dimensionamento na Europa e nos Estados Unidos (CARDOSO, MATEUS E VASCONCELOS, 2014).

Figura: Conjunto Habitacional Central Parque Lapa a) construído em 1966 b) ampliação feita em 1972

Fonte: Comunidade da Construção (2016).

Alvenaria de terra crua

Alvenaria de terra crua

Figura: Construções em terra crua nas Américas, África, Europa, Ásia e Oceania

De acordo com Torgal e Jalali (2012) não há um consenso sobre a data que

as construções em terra começaram a ser utilizadas.

Fonte: Adaptado de Jalali e Eries (2008).

Alvenaria de terra crua

Silva, Soares, et al. (2015) justificam a popularidade da utilização do solo como material de construção devido a sua recorrência em todo o planeta;

Alvenaria de terra crua

resistência conferida pelo cimento ao solo

Alvenaria de terra crua

Tennant, Foster e Reddy (2016) destacam que várias técnicas de construção foram usadas para criar estruturas de terra crua.

Figura: Construções de terra crua a) Taipa b) mistura de solo e fibras vegetais c) blocos de solo prensado

Fonte: Staff (2017), Cob B.S (2017), Tijolos Ecológicos V.V (2017).

Alvenaria de terra crua

Necessita de controle tecnológico

Segundo Miccoli, Muller e Fonatana (2014), técnicas de construção inadequadas para a contrução da alvenaria de terra crua afetam negativamente as edificações.

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afetam as ligações fisico químicas ao nível microestrutural

Blocos encaixáveis de solo cimento

Blocos encaixáveis de solo cimento

O Tijolito é o resultado de uma pesquisa que iniciou-se em 1979 por Assis, diante da preocupação com o desperdício de matérias primas na construção civil e pelo alto déficit habitacional brasileiro;

Blocos encaixáveis de solo cimento

Figura: Evolução do Tijolito

a) primeiro modelo 1979

b) encaixe vertical

c) criação de orifícios 1986

e) sistema de encaixe quadrado

f) TIJOLITO geometria atual

d) orifíco para injeção de argamassa 1987

Fonte: A autora (2017).

Blocos encaixáveis de solo cimento

Blocos encaixáveis encontrados na bibliografia:

Figura: Bloco de solo cimento e caulim com junta colada

Figura: Bloco de solo cimento com encaixe quadrado

Fonte: Fay, Cooper e Morais (2014).

Fonte: Sturm, Ramos e Lourenço (2015).

Blocos encaixáveis de solo cimento

Figura: a) Tijolito TJ 110 b) vista de um painel executado com o Tijolito

30 mm

45 mm

b)

a)

Fonte: Assis (2001).

Blocos encaixáveis de solo cimento

Figura: Tipologia Tijolito

a) TJ 111

b) TJ 112

c) TJ 113

e) TJ 115

d) TJ 114

f) detalhe TJ 115

Fonte: Adaptado de Assis (2008).

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

• Ensaios recorrentes na bibliografia para determinar a resistência ao cisalhamento de alvenarias:

Fonte: Rizzatti, Roman, et al. (2012).

Fonte: Borri, Castori e Corradi (2015).

Fonte: Fonte: Mustafaraj e Yardim (2016).

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

No Brasil, não existe regulamentação específica para análise da resistência ao cisalhamento de alvenarias construídas com blocos encaixáveis de solo cimento com junta seca;

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

• Ruptura de mini parede de blocos encaixáveis de solo granítico após ensaio de compressão diagonal:

Fonte: Oliveira, Miranda et al. (2016).

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

• Miccoli, Muller e Fonatana (2014) apontam que a resistência ao cisalhamento para:

Blocos de terra crua = 0,34 MPa

Cob = 0,50 MPa

Taipa = 0,71 MPa

Fonte: Ccet, 2017.

Fonte: ArqCivil, 2014.

Fonte: Ecodesenvolvimento, 2016.

TESTES DE NORMALIDADE

Os testes de normalidade são comumente utilizados nas análises dos resultados de ensaios caracterização de diversos materiais empregados na engenharia.

Os testes não-paramétricos de aderência à distribuição N normal mais conhecidos e recorrentes na literatura:

• Kolmogorov Smirnov (K-S);
• Anderson Darling (A-D);
• Shapiro Wilk (S-W);
• Ryan- Joiner (R-J).

Cimento

Mesmo tipo utilizado por Assis (2001) e Assis (2008), o Cimento Portland com adição de Escória CPII E-32.

3,06%

3,015 g/cm3

Fonte: Portal Target (2012).

Fonte: Engadget (2012).

Fonte: Portal Target (2001).

Cal

Mesmo tipo utilizado por Assis (2001) e Assis (2008), a Cal Hidratada Tipo III (CH-III).

2,416 g/cm3

Fonte: Portal Target (2001).

Fonte: UCM Minerals (2010).

Areia lavada

Segundo Assis (2001), a areia lavada fornece valores mais críticos para as resistências das paredes em relação a utilização da areia artificial.

Areia lavada

• Ensaios de caracterização:

2,641 g/cm3

Fonte: Portal Target (2003).

Areia lavada

• Ensaios de caracterização:

<300ppm

Fonte: Portal Target (2001).

Areia lavada

1,409 g/cm3

Fonte: Portal Target (2009).

Areia lavada

Figura: Granulometria: a) peneiras; b) processo de peneiramento automático

Areia lavada

Tijolitos

• Análise das dimensões de 12 Tijolitos.

Fonte: A autora (2018).

Tijolitos

Tijolitos

Figura: Histograma referentes às alturas dos Tijolitos

Tijolitos

Ensaios propostos:

determinação da massa específica seca

e

saturada;

1,46 g/cm3

1,49 g/cm3

determinação da absorção d'água

Fonte: Portal Target (2014).

9,9%

Ensaios de caracterização dos materiais

A partir dos resultados dos ensaios de caracterização para:

• do cimento;
• da cal;
• da areia lavada;
• e dos Tijolitos;

Pode-se concluir que esses materiais eram adequados para a execução das mini paredes.

ESTUDO DO TRAÇO DA ARGAMASSA

DE INJEÇÃO

Estudo do traço da argamassa de injeção

Traço padrão utilizado pelo SAGCI TP 1:2:7 fator água cimento a/c= 4,0 fluidez 15s (idade 28 dias);

investigação do traço de estudo TE 1:2,5:4 fator água cimento a/c = 2,3 fluidez de 10 a 20s (idade 5 dias).

Fonte: A autora (2017).

Estudo do traço da argamassa de injeção

Figura: Mistura mecânica

• Preparo da argamassa de injeção:

Fonte: A autora (2017).

Estudo do traço da argamassa de injeção

• Verificação da fluência segundo NBR 7681-2 - Calda de cimento para injeção

Figura: Ensaio de fluência da argamassa: a) Cone Marsh de 12,5 mm de diâmetro; b) resultado do ensaio

16s

ESTUDO DO TRAÇO DA ARGAMASSA DE INJEÇÃO - NBR 13279

Figura: Corpos de prova prismáticos para estudo do traço da argamassa de injeção: a) moldagem de corpos de prova prismáticos; b) corpos de prova desformados

ESTUDO DO TRAÇO DA ARGAMASSA DE INJEÇÃO - NBR 13279

Figura: Ensaios para estudo do traço da argamassa de injeção

RESULTADOS - ESTUDO DO TRAÇO

Figura: Resistência à tração na flexão da argamassa de injeção

0,47 MPa

RESULTADOS - ESTUDO DO TRAÇO

Figura: Resistência à compressão da argamassa de injeção

1,0 MPa

RESULTADOS - ESTUDO DO TRAÇO

Pode-se concluir que o Traço Estudado TE 1:2,5:4 fator água cimento a/c=2,3, fluidez 16s atingiu aos 5 dias de idade:

a resistência à compressão recomendada pelo SAGCI - 1,0 MPa

ENSAIOS DE COMPRESSÃO

DIAGONAL

Determinação da resistência ao cisalhamento

Determinação da resistência ao cisalhamento

Figura: Dispositivo de encaixe para a aplicação da compressão diagonal

Determinação da resistência ao cisalhamento

Figura: Dispositivo de encaixe para a aplicação da compressão diagonal

Modulação das mini paredes

Figura: Modulação e visualização dos cilindros de injeção

Execução das mini paredes

Figura: Preparo dos blocos

Execução das mini paredes

Figura: Montagem do painel

Execução das mini paredes

Figura: Verificação do prumo e do alinhamento

Disposição dos relógios comparadores na mini parede

500mm

Fixação dos relógios comparadores

Figura: Procedimentos

Equipamento de aplicação de carga

Figura: Prensa Universal

Figura: Posicionamento das mini paredes na prensa

Determinação da resistência ao cisalhamento

Incrementos de carga escolhidos para a elaboração da curva carga x deslocamento.

Durante a aplicação do carregamento marcou-se o surgimento de fissuras em relação ao carregamento.

Fonte: A Autora (2018).

RESULTADOS ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Análise dos deslocamentos

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Figura: Gráfico carga x deslocamento das mini paredes ensaiadas à compressão diagonal

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Mapas de fissuração

EXEMPLO - FISSURAÇÃO

Figura: Mapa de fissuração de P4 : a) comprimentos H0 e V0; b) septo inferior esquerdo; c) face onde foram dispostos os relógios comparadores; d) face oposta aos relógios; e) septo superior direito; f) legenda das fissuras

EXEMPLO - FISSURAÇÃO

Figura: Mapa de fissuração de P7: a) comprimentos H0 e V0; b) septo inferior esquerdo; c) face onde foram dispostos os relógios comparadores; d) face oposta aos relógios; e) septo superior direito; f) legenda das fissuras

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

A maioria das paredes - 60% - desenvolveu uma abertura (2mm), no centro do painel.

As outras - 40% - apresentou uma dupla abertura (1mm), também localizada no centro do painel.

RESULTADOS ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Ruptura ao Cisalhamento

ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Figura: Exemplo do modo de ruptura

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Tensão de Cisalhamento

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Figura: Carga de ruptura ao cisalhamento

Média = 1,05 MPa

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

Módulo de Elasticidade Transversal

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAGONAL

• A NBR 16522 (ANBT, 2016) recomenda o cálculo do módulo de elasticidade transversal (G) a 20% e a 50% da tensão de ruptura da alvenaria:

Galv 20% = 22,2 MPa;

Galv 50% = 55,4 MPa;

RESULTADOS ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DA ALVENARIA

• Resistência à compressão de prismas;
• Resistência à compressão de Tijolitos isolados.

ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

• Execução dos prismas;
• Esquema de ensaio.

Execução dos prismas

Figura: Prismas de 3 fiadas

Figura: Corte do macho

Esquema de ensaio

Figura: Esquema do ensaio de compressão de prismas: a) vista lateral direita; b) vista frontal; c) vista posterior; d) vista lateral esquerda

ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

• Carga relativa à primeira fissura;
• Carga de ruptura.

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PRISMAS

Média ruptura:

2,19 MPa

Média fissuração : 1,33 MPa

RESULTADOS DO ENSAIO DE PRISMAS

Figura: Comparativo entre as médias para resistência à primeira fissura e à compressão dos prismas

Pode-se observar que a tensão de fissuração corresponde a 60,7% da tensão de ruptura média dos prismas.

ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

• Análise das deformações

RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

Gráfico: Análise das deformações

RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

Gráfico: Análise das deformações

RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

Gráfico: Análise das deformações

RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE PRISMAS

Gráfico: Análise das deformações

ANÁLISE DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DAS ARGAMASSAS

Utilizadas na execução de:

• mini paredes;
• prismas.

RESULTADOS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DAS ARGAMASSAS

Figura: Gráfico de resistência à compressão argamassas dos prismas e das mini paredes

Média Prismas 1,04 MPa

Média (mini paredes) 1,08 MPa

ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DA ALVENARIA

Resistência à compressão de Tijolitos isolados

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE TIJOLITOS

Figura: Ensaio de resistência à compressão em Tijolitos isolados

RESULTADOS

Figura: Gráfico resistência à compressão blocos isolados

Média = 1,88 MPa

APLICAÇÃO DOS TESTES DE NORMALIDADE

• Kolmogorov Smirnov (K-S);
• Ryan- Joiner (R-J).

APLICAÇÃO DOS TESTES DE NORMALIDADE

Figura: Análise da normalidade para as deformações obtidas no ensaio de prismas: a) gráfico porcentagem x tensão de compressão teste K-S; b) gráfico porcentagem x tensão de compressão teste R-J; c) histograma

CONCLUSÃO

Com o desenvolvimento desse trabalho, pode-se concluir que:

• resistência ao cisalhamento média do Tijolito é 1,05 MPa ;

• carga média relativa à primeira fissura é 6,83 kN;

• o módulo de elasticidade transversal médio a 20% da carga de ruptura, 22,2 MPa, e a 50% da tensão de ruptura 55,4 MPa.

CONCLUSÃO

• Em relação à forma de fissuração das mini paredes, aproximadamente 60% delas, desenvolveu o cisalhamento através de uma abertura de aproximadamente 2 mm localizada no centro do painel, cerca de 40% das paredes apresentaram uma dupla abertura, cerca de 1mm cada.

• Ambos os testes de normalidade de Ryan- Joiner e Kolmogorov Smirnov rejeitaram a hipótese da distribuição normal para a resistência ao cisalhamento das mini paredes.

CONCLUSÃO

Portanto, o bloco encaixável de solo cimento, o Tijolito®-Sistema Andrade Gutierrez de Construção Industrializada, sistema construtivo de menor impacto ambiental, devido ao seu comportamento relativo a sismos é um material que, segundo essa primeira análise, apresenta resistência ao cisalhamento não inferior às alvenarias de terra tradicionalmente empregadas no Brasil e no mundo.

SUGESTAO PARA TRABALHOS FUTUROS

Para trabalhos futuros, sugere-se:

• analisar o cisalhamento considerando o atrito entre os Tijolitos e considerando a pressão que o cilindro faz no bloco, durante a aplicação do carregamento;

• modelar numericamente o ensaio de compressão diagonal a fim de aferir os resultados obtidos experimentalmente;

• executar mais ensaios para a resistência à compressão de Tijolitos isolados, resistência à compressão de prismas e resistência ao cisalhamento de mini paredes, a fim de aumentar o número de dados analisados na aplicação dos testes de normalidade e verificar se a hipótese continua sendo rejeitada, ou se passa a ser aprovada.

REFERÊNCIAS

Muito Obrigada!

juliana.msguimaraes@gmail.com