AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO SISTEMA CONSTRUTIVO COMPOSTO POR CONCRETO - PVC

AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO SISTEMA CONSTRUTIVO COMPOSTO POR...

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João Pessoa – PB Março/2015

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia de Materiais da Universidade Federal da Paraíba, como parte das exigências para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Materiais.

Orientadores: Dr. Heber Sivini Ferreira e Dr. Ulisses Targino Bezerra

João Pessoa – PB Março/2015

Prof. Dr. Heber Sivini Ferreira Presidente da Banca-Orientador

Prof. Dr. Ulisses Targino Bezerra Orientador

Prof. Dr. Ramon Alves Torquato Avaliador

Prof. Drª. Sheila Alves B. C. Rego. Avaliador

João Pessoa- PB, 04 de Março de 2015

A minha tia Carminha (in memoriam), que se faz presente em todos os dias da minha vida, sempre vibrou com minhas conquistas e compartilhava dos meus sonhos, sempre com entusiasmo e alegria

Agradeço em primeiro lugar a Deus, pois sem sua compaixão não estaria aqui, por guiar meus caminhos, cuidar de minha saúde, me dar sabedoria e disposição para alcançar as metas e vitórias em minha vida.

Aos meus pais, que com toda simplicidade e carinho ensinou-me a ser uma pessoa decente e respeitadora e sempre ser honesta acima de tudo, sempre buscar meus objetivos e nunca passar por cima de ninguém para conquistar algo.

Aos meus orientadores os professores, DoutorHeber Sivini Ferreira e Doutor Ulisses Targino Bezerra, que me recebeu com dedicação e paciência, colaborando para que eu fizesse um bom trabalho.

Agradeço a todos os meus amigos e colegas de curso que sempre estiveram presentes durante essa jornada, me dando força para não desistir e a todas as pessoas que direta ou indireta contribuíram para que mais um obstáculo fosse vencido, sempre apostando que eu seria capaz.

Em especial as pessoas que foram cumplice durante essa etapa: Diego Ferreira, Ronaldo Marques, Caio Maia, Carlos Maviael, Aline Karla, Alex Backer, Ricardo Alves, Rivaldo Lins, Rafael Farias, Francisco Matheus (Chico), Alfredo Neto, Eduardo Nobrega, Valter Alves, Valter Pessoa, Luan Caetano, Rivaldo Lins, Berg Sales, Fabiana Kelly, Arthur Pereira, Tarcísio David.

Não posso deixar de lembrar-se da galera do poker universitário em nome dos organizadores Ulisses Fernandes (Japa) e Dennys Pimenta (Pimentinha), sempre descontraindo e animando o fim do dia. E por fim, porém não menos importante o Bar do Guerreiro, local onde foram vividos muitos momentos inesquecível durante esse tempo, Valeu Edgar.

Muito obrigado a todos, Fernando Túlio

A construção civil responde aproximadamente por 40% de toda atividade industrial do estado Paraíba. A maior parcela desse crescimento se dá no setor de habitação, com construção de conjuntos residenciais, casas populares e edificações de pequeno, médio e grande porte. Existe hoje uma demanda considerável e prazos cada vez menores para a conclusão dessas edificações e em vista dessa necessidade é imprescindível buscar soluções alternativas para atender ao público com prazos menores, buscando modelos construtivos alternativos que viabilizem o processo. O presente trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades mecânicas de edificações executadas com a tecnologia Concreto-PVC. As propriedades foram determinadas através de ensaios mecânicos, verificando sua conformidade de acordo com as normas brasileiras. Para análise das propriedades foram realizados os ensaios de consistência ou espalhamento de concreto, resistência à compressão aos 7e 28 dias e resistência à compressão. Os corpos de provas para realização dos ensaios foram coletados no canteiro de obra, a fim de reproduzir condições reais do processo construtivo Concreto-PVC. Com os ensaios realizados, mostrou-se uma variação na resistência do concreto usado na concretagem das paredes, de 5,6 a 10,85 MPa aos 7 dias e de 8,69a 2,46 MPa aos 28 dias. O valor médio do concreto foi de 15,85 MPa aos 28 dias, esse valor foi inferior ao exigido de acordo com a DIRETRIZ SINAT, que exige no mínimo 20 MPa. Com base nos dados obtidos sugere-se um estudo sobre as características do concreto utilizado. A estrutura encontra-se de acordo com a com NBR 15575, apenas com pequenas alterações sem comprometer o desempenho estrutural. As paredes possuem variações de temperaturas quando comparado às paredes internas e externas que vai de 0,4º a 7,9 ºC, dependendo do ambiente analisado.

Palavras chave: concreto-PVC; construção civil; propriedades mecânicas; modelo construtivo.

Figura 1 - Creche Mumbaba40
Figura 2 - Fluxograma das Atividades41
Figura 3 - Ensaio de Espalhamento do Concreto42
Figura 4 - Confecção dos Corpos de Prova4
Figura 5- Prensa Hidráulica45
Figura 6 - Termômetro Infravermelho TD94548
Figura 7 - Espalhamento do Concreto Primeiro Ensaio49
Figura 8 - Espalhamentos do Concreto Segundo Ensaio50
Figura 9 - Espalhamentos do Concreto Terceiro Ensaio50
Figura 10 - Rompimento dos Corpos de Prova - 1º lote52
Figura 1 - Rompimento dos Corpos de Prova -2º Lote52
Figura 12 - Rompimento dos Corpos de Prova - 3º Ensaio53
Figura 13 - Resistencia à Compressão para 2º lote (7 e 28 dias)5
Figura 14 - Resistencia à Compressão para 3º lote (7 e 28 dias)56
28 dias57
Figura 16 - Destacamento dos Perfis de PVC59
Figura 17 - Forro de Lã de Vidro60
Figura 18 - Caixilho60
Figura 19 - Planta Baixa Creche Tipo B61
Figura 20 - Paredes da Sala de Multiuso62
Figura 21 - Paredes da Copa63

Figura 15 - Comparativo das Resistências à Compressão Média dos 3 lotes com 7 e Figura 2 - Paredes do WC ....................................................................................... 63

Tabela 1- Valores de Consistência e Fluidez do Concreto51
Tabela 2 - Resultado do Ensaio à Compressão 1ºLote53
Tabela 3 - Resultado do Ensaio à Compressão 2º Lote54
Tabela 4 - Resultado do Ensaio à Compressão 3º Lote54
Tabela 5 - Valores Médios de Resistência à Compressão para os 3 lotes56

LISTA DE TABELAS Tabela 6 – Medições das Temperaturas em vários Ambientes ................................. 64

1- INTRODUÇÃO12
2- OBJETIVOS14
2.1 Objetivos Gerais14
2.2 Objetivos Específicos14
3- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA16
3.1 - Sistema Construtivo Concreto-PVC17
3.1.1 – Características19
3.2 - PVC21
3.2.1 - PVC Usado na Construção Civil23
3.2.2 – PVC e o Meio Ambiente24
3.3 – Concreto25
3.3.1- Materiais Constituintes do Concreto26
3.3.1.1 - Cimento Portland26
3.3.1.2 - Agregados27
3.3.1.3 - Água de Amassamento28
3.3.2 - Aditivos29
3.3.3 - Propriedades do Concreto Fresco30
3.3.3.1 - A trabalhabilidade31
3.3.3.2 - Segregação32
3.3.3.3 – Exsudação34
3.3.3.4 - Ar Contido no Concreto35
3.3.4 - Propriedade do Concreto Endurecido36
3.3.4.1 - Resistência Mecânica36
3.3.4.2 - Massa Específica37
3.3.4.3 - Permeabilidade/Durabilidade38
4- METODOLOGIA40
4.1- Materiais Utilizados40
4.2 - Métodos de Ensaio42
4.2.1- Consistência ou Espalhamento do Concreto (estado fresco)42
4.2.2 - Consistência do Concreto e sua Fluidez43
4.2.3 - Moldagem dos Corpos de Prova4

SUMÁRIO 4.2.4 - Resistência Característica à Compressão aos 7 e 28 dias ............................... 45

4.2.5.1 - Resistência Estrutural e Avaliação Global47
4.2.5.2 - Deformação ou Estados de Fissuração do Sistema Estrutural47
4.2.5.3 - Desempenho Térmico48
5 –RESULTADOS E DISCUSSÃO49
5.1 - Consistências do Concreto49
5.2 - Resistências à Compressão52
5.3 - Resistência Estrutural e Avaliação Global59
5.4 – Deformação ou Estados de Fissuração do Sistema Estrutural59
5.5 – Desempenho Térmico61
6 - CONSIDERAÇÕES FINAIS67
6.1 - Sugestões Para Trabalhos Futuros68

12 1- INTRODUÇÃO

Nos últimos anos o Brasil tem passado por transformações em todos os setores fundamentais, o processo de urbanização ganha destaque, repercutindo principalmente na construção civil. Os negócios no setor de construção avançam desenfreadamente ano após ano, atualmente sendo uns dos pilares da economia brasileira (Castro, 2012).

A construção civil vem ganhando destaque na economia da Paraíba, sendo o setor de maior geração de emprego e renda, a demanda imobiliária cresce generosamente principalmente na zona sul e leste da cidade João Pessoa-PB, esse crescimento pode ser relacionado às belezas naturais do litoral paraibano e à relação custo-benefício que a cidade oferece (Avelar, 2013).

Atualmente existem dois modelos de sistemas construtivos predominantes, que são a alvenaria estrutural e o concreto armado, estes são os mais comuns. Além disso, eles possuem suas limitações em relação a tempo de produção, exigem um elevado índice de mão de obra e, tradicionalmente, são modelos geradores de resíduos. É notória a necessidade de uma evolução na produtividade desse seguimento, com diminuição de tempo de serviço e consequentemente diminuição de gasto, produzindo com a mesma qualidade e padrão. O sistema Concreto-PVC produz edificações com padrões de qualidade semelhante aos modelos existentes, com vantagens na redução do tempo de serviço, consequentemente a diminuição de custo com mão de obra, tornando o modelo construtivo cada vez mais viável.

A construção civil vem causando impactos ambientais, que pode ser devido ao consumo de recursos naturais e ou geração de resíduos, existe uma grande dificuldade de conciliar a grande produção do setor, que é uma necessidade atual, com técnicas sustentáveis que seja menos agressivas ao meio ambiente.

Diante da necessidade da construção civil no cumprimento de prazos e na diminuição de resíduos, uma busca por novos modelos construtivos é uma necessidade real. Na atualidade, o modelo Concreto-PVC vem ganhando espaço gradativamente no setor de construção civil do Brasil, esse fator se dá por ser um processo rápido e menos agressivo ao meio ambiente quando comparado aos tradicionais.

O Concreto-PVC é uma alternativa para construções rápidas e com qualidade comparável com as existentes no mercado, levando grande vantagem para o construtor que vai ganhar tempo de execução e um menor consumo de insumos e mão de obra (Santos, 2011).

14 2- OBJETIVOS

2.1 Objetivos Gerais

Analisar as propriedades mecânicas do sistema construtivo Concreto-PVC de acordo com as normas brasileiras: NBR NM 68, NBR 5738, NBR 5739 e NBR 15575 -2. Tendo como estudo as creches construídas no Município de João Pessoa- PB.

2.2 Objetivos Específicos

Para atingir o objetivo geral passou-se pelas seguintes etapas:

(i) Determinar a consistência ou espalhamento do concreto (estado fresco), e a consistência do concreto mediante o espalhamento do tronco de cone na mesa Graff, de acordo com a NBR NM 68; (i) determinar a resistência característica à compressão aos 28 dias, ou outra idade em razão de situações específicas (estado endurecido) e resistência à compressão na retirada dos escoramentos provisórios; (i) determinar o desempenho estrutural, a resistência, deformação, estado de fissuração e avaliação global (estado limite de serviço),atento a vida útil do projeto sob as diversas condições de exposição: ação do próprio peso, sobrecargas de utilização, atuações do vento e outro, o comportamento da estrutura sobre ação de cargas gravitacionais, temperaturas, vento, recalques diferenças das fundações ou quaisquer outras solicitações passíveis de atuarem sobre a construção;

(iv) determinar o desempenho térmico, verificar as variações de temperatura entre as paredes internas e externas que consistiu a edificação.

16 3- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Segundo Schmidt (2013), no cenário atual observa-se a necessidade de mudanças para aumentar a competitividade entres as empresas, em que as mesmas buscam novas tecnologias que se adequem com o comportamento do mercado, que é cada vez mais competitivo e inovador, buscando reduzir custos de produção, custos indiretos e perdas.

A construção civil tem um papel importante para a civilização, sendo uma das mais primitivas indústrias. Na habitação tem um papel importante por ser um lugar de refúgio e convívio familiar. Sua prática passa por constantes alterações, de acordo com a necessidade socioeconômica inserida (Oliveira e Oliveira, 2012).

Além de adaptar a velocidade de consumo ainda existe a questão ambiental, que deve ser gerida para racionalização de recursos energéticos e insumos, sem esquecer dos resíduos gerados na construção civil.

No Brasil predomina os modelos usados na construção civil, que são a alvenaria estrutural e o concreto armado, bastante difundidos, porém no cenário atual possuem limitações plausíveis em relação ao tempo de execução, custos com mão de obra, consumo excessivo de recursos naturais e geração de resíduos em todas as fases de produção (Domaraski e Fagiani, 2009).

O sistema construtivo Concreto-PVC vem ocupando lugar de destaque com relação às limitações citadas anteriormente, sua rapidez no processo de produção é uma de suas várias vantagens para o construtor, que economiza com relação à mão de obra. Na questão ambiental contribui com a redução do consumo de insumos e uma menor geração de dejetos, que geralmente são alocados de forma inadequada (Gonçalves, 2010).

De acordo com Freitas (2009), quando não é dada a destinação final adequada aos resíduos de construção civil, eles acabam sendo depositados clandestinamente em terrenos baldios, áreas de preservação permanente, vias e logradouros públicos. Tais resíduos, quando depositados irregularmente, causam impactos que muitas vezes podem prejudicar o meio ambiente e a qualidade de vida da população.

Segundo Paredes (2010), o projeto estrutural do sistema de Concreto-

PVC assemelha-se muito ao projeto de alvenaria estrutural, já bastante difundido no Brasil, com a grande vantagem por sua elevada resistência, rapidez de execução, limpeza e economia de mão-de-obra.

O Concreto-PVC é uma alternativa para suprir as necessidades atuais e futuras em relação à construção civil, por ser um processo rápido e ser menos agressor ao meio ambiente quando comparado aos convencionais, tendo potencial para concorrer com os sistemas construtivos atuais implantados no Brasil.

3.1 - Sistema Construtivo Concreto-PVC

A tecnologia do sistema construtivo Concreto-PVC foi desenvolvida pela

Royal Group Technologies, no início da década de 80, no Canadá. Ela chegou ao Brasil em 1998, com a construção de uma escola no município de Macaé, no Rio de Janeiro e, hoje, soma mais de 500000 m² de área construída nos mais diversos tipos de projetos, de casas populares do programa “Minha Casa, Minha Vida”, a pavilhões industriais, passando por edifícios multipavimentos, lojas, escolas e residências de alto padrão. No Brasil, a maior quantidade de obras de Concreto-PVC está concentrada na região sul, especialmente no Rio Grande do Sul (IBDA,2014).

Conforme a Revista Construarte (2014), existe no mundo cinco tecnologias em sistemas construtivos com base em painéis de PVC preenchidos com concreto. No Brasil, duas empresas dispõem do knowhow, ambas no Rio

Grande do Sul, são elas: Plásticos Vipal S.A., com fábrica instalada em Porto Alegre, e Royal do Brasil Technologies S.A., com escritório na mesma cidade. Cada empresa manipula sua própria formulação do composto de PVC.

O sistema construtivo caracteriza-se por paredes internas e externas com função estrutural, constituídas por painéis de PVC preenchidos com concreto, os painéis de PVC são dispostos na forma de fôrma e ficam incorporados à parede. Além da função de fôrma, servem de revestimento, assim não precisando de um acabamento final. Os paneis são ancorados em uma fundação, que geralmente do tipo radier, os mesmos são acoplados entre si por meio de encaixes laterais. O concreto é empregado podendo ser fluido ou auto adensável, assim possibilitando o preenchimento das fôrmas, não precisando de vibrações.

De acordo com Paredes (2010), o sistema construtivo Concreto-PVC nasceu da junção de dois importantes materiais, já consagrados pela construção civil: o concreto e o PVC. Leves e modulares, os perfis de PVC são unidos por um sistema perfeito de encaixe, compondo um desenho que remete às formas convencionais de madeira usadas em concretagem, porém, diferentemente destas, não serão removidas. O interior dessa estrutura, cuja espessura varia de acordo com a destinação paredes externas com função estrutural ou divisórias internas, é então preenchido com concreto, tornando-se autoportante (com rigidez mecânica suficiente para se sustentar com apoio em uma só extremidade).

Para Gonçalves (2010), neste sistema a construção de habitações segue precisamente o projeto original, pois se trata de um sistema industrial, onde os painéis entregues na obra já foram equacionados na fábrica. Com essa padronização tem uma redução nos custos da obra e no desperdício dos materiais, devido a um maior controle dos insumos.

Tomando-se como referência a execução de uma casa de 43 m² construída com esse sistema construtivo, a produtividade estimada é de 2,41 homens h/m², com um prazo de execução de 12,9 dias. Os painéis de uma casa, por exemplo, podem ser montados e travados por quatro pessoas em apenas um dia de trabalho, possibilitando a execução da etapa de concretagem logo no dia seguinte (Gisele, 2013).

Schmidt (2013) afirma que em empreendimentos populares, nos quais o custo é uma das variáveis mais importantes, a mão de obra, por conseguinte, tende a ser de pior qualidade. Essa consideração se reflete no padrão de acabamento das moradias que faz com que o uso de painéis de acabamento tenda a se tornar mais padronizado.

O Concreto-PVC passou a atrair o interesse de companhias habitacionais por causa da velocidade com que permite erguer casas de interesse social. Bem difundido no Rio Grande do Sul, o método de construção avança e já está presente em outros 1 estados. Através do programa Minha Casa, Minha Vida, ele hoje é aplicado também em Santa Catarina, Paraná, São Paulo, Rio de Janeiro, Espírito Santo, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Minas Gerais, Goiás, Bahia e Alagoas (Guaçuí, 2013).

3.1.1 – Características

O sistema Concreto-PVC, caracteriza-se como um conjunto sistemático, que proporciona um ganho na produtividade que pode chegar a cerca de 40% no tempo total da obra, devido a rapidez em sua montagem, além disso, apresenta outras características como a economia no consumo de água, diminuição no consumo energético e uma menor geração de entulho (Téchne, 2010).

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