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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA – FUNEC CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA – UNEC NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS Prof. M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa AGRONOMIA CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 2 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com UNIDADE DE ENSINO: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA: Caros discentes, Bem-vindos à Unidade de Ensino CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS Um bom profissional da área de agronomia compreende os elementos que compõem a estrutura de construções rurais e tem a habilidade de escolher o material ideal entre os diversos existentes no mercado. Em linhas gerais, o enge- nheiro é responsável por elaborar proje- tos, realizar cálculos e dimensionamento de estruturas e adequar as obras às nor- mas técnicas de segurança. Entretanto, é responsabilidade do agrônomo conhecer assuntos inerentes a construções rurais, materiais de construção e suas principais características, além de entender sobre os esforços estruturais, materiais emprega- dos, tipos de fundações, pilares, alvenarias, tipos de cobertura (telhados, tipos de telha e forros), habitação rural, aspectos de projeto e noções de ambiência. Diante disso, o material direcionado aos discentes pretende estimulá-los a compreender os passos necessários para o melhor entendimento no desempenho das atividades de engenharia de construções rurais, com os devidos detalhamentos. A presente unidade de ensino segue uma linha teórico-prático, apresentando de forma objetiva, conceitos, ideias e teorias por meio de uma linguagem acessível e uma visão teórica simplificada, a fim de facilitar o entendimento. Professor MSc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 3 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com CAPÍTULO 1 – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1. Introdução Os materiais de construção podem ser simples ou compostos, obtidos direta- mente da natureza ou podem constituir o resultado de trabalho industrial. Deve-se conhecê-los, pois de sua escolha depende parte da solidez, durabi- lidade e beleza das obras. Além disso não basta que qualquer construção atenda apenas a esses três requisitos - também o fator econômico pesa bastante na esco- lha do material. 1.1 Pedras Naturais a) Utilização: As pedras naturais têm sua maior aplicação na realização de alicerces, muros de arrimo, pavimentação de pisos rústicos e algumas vezes na execução de revestimento e paredes. De preferência, deve-se utilizar apenas as pedras duras, pesadas e que apresentem textura homogênea quando forem partidas. Pedras po- rosas absorvem água, sendo indesejável sua utilização, principalmente em alicerces. b) Obtenção: As pedras utilizadas em construções provêm de pedreiras encontradas normalmente em ladeiras de morros. Também são usadas as pedras de cantos rola- dos, encontrados em leitos de rios. Neste caso deve-se quebrá-las para aumentar o poder de aderência. c) Tipos: Granito, arenito, basalto, gabro, minérios de ferro, concreções e mais rara- mente ardósia, são exemplos de algumas pedras naturais empregadas nas constru- ções rurais. d) Propriedades físicas: • Quanto maior o peso específico (pesada) da pedra, maior será a sua resis- tência; • 1 m³ de bloco de pedra se converte em aproximadamente 1,5 m³ de alve- naria de pedra colocada; • 1 m³ de pedra solta e transportada, somente é suficiente para executar 0,66 m³ de alvenaria de pedra. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 4 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 1.2 Agregado a) Definição: Entende-se por agregado o material granular, sem forma e volume de- finidos, geralmente inerte (não reagem com o cimento), de dimensões e proprieda- des adequadas para uso em obras de engenharia. b) Obtenção: São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos d’água e os materiais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas. c) Utilização: São utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, pis- tas de rolamento das estradas, revestimento betuminoso, e como material granuloso e inerte para a confecção de argamassas e concretos. d) Importância: Em argamassas e concretos os agregados são importantes do ponto de vista econômico e técnico, e exercem influência benéfica sobre algumas caracte- rísticas importantes, como: retração, aumento da resistência aos esforços mecâni- cos, pois os agregados de boa qualidade têm resistência mecânica superior à da pasta de aglomerante. 1.2.1 Classificação A classificação dos agregados é variável, à medida que analisamos o ponto de vista de diferentes autores. Abaixo estão relacionados algumas das classifica- ções utilizadas: • Classificação quanto à origem: naturais ou artificiais; • Classificação quanto à massa específica aparente: leves, pesados ou nor- mais; • Classificação quanto ao diâmetro máximo: agregado miúdo, graúdo ou mesclado (entre miúdo e graúdo); 1.2.2 Obtenção dos agregados Alguns agregados são obtidos por extração direta do leito dos rios, ou por meio de dragas (areias e seixos), e às vezes de minas (areias). Posteriormente este material retirado sofre um beneficiamento que consiste em lavagem e classificação. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 5 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 1.2.2.1 Pedras britadas São obtidas por redução de pedras maiores, por trituração através dos brita- dores. É bom observar neste momento, que para o desenvolvimento do trabalho, os britadores devem: estar adaptados às condições das rochas; possuir a capacidade desejada de produção; ser de fácil funcionamento, conservação e reparação; ser de construção simples. 1.2.2.2 Areia Obtida da desagregação das rochas até formar grãos de tamanhos variados. Pode ser classificada pela dimensão em: areia grossa, média e fina. As areias de- vem sempre ser isentas de sais, graxas, materiais orgânicos, barro ou qualquer ou- tro elemento que prejudique a sua utilização 1.2.3 Agregado miúdo Entende-se por agregado miúdo normal ou corrente a areia natural quartzosa ou pedrisco resultante do britamento de rochas estáveis, com tamanhos de partícu- las tais que no máximo 15% ficam retidas na peneira de 4,8 mm. 1.2.4 Agregado graúdo Agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo rolado ou pedra britada, pro- veniente do britamento de rochas estáveis, com um máximo de 15% passando na peneira de 4,8 mm. 1.2.4.1 Classificação a) Natural: É provenienteda erosão, transporte e decomposição de detritos de de- sagregação das rochas pelos agentes de intemperismo; b) Artificial: Obtida da trituração mecânica de rochas, pedra britada e cascalho. As britas, no Brasil, são obtidas principalmente pela trituração mecânica de ro- chas de granito, basalto e gnaisse. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 6 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com Tabela 01 - Classificação das britas de acordo com suas dimensões nominais Fonte: Manual de Construções Rurais 1.2.4.2 Propriedades físicas a) Forma dos grãos: Tem grande importância com fator de qualidade dos concre- tos. • seixo: melhor forma é a que se aproxima da esfera; • britas: melhor forma é a que se aproxima de um cubo. b) Granulometria: Pode ser determinada, no entanto, não tem importância igual a que existe para os agregados miúdos. c) Impurezas: Prejudicam as reações e o endurecimento do aglomerante nos con- cretos. • torrões de argila: absorvem água e originam vazios; • material pulverulento: dificulta a aderência do aglomerante ao agregado; • material orgânico: proporciona reações ácidas indesejáveis. 1.3 Aglomerantes Aglomerantes ou aglutinantes são produtos empregados para rejuntar alvenarias ou para a execução de revestimentos de peças estruturais. Apresenta-se sob a for- ma pulverulenta e, quando misturados com água, formam pasta capaz de endurecer por simples secagem, ou, o que é mais geral em consequência de reações quími- cas, aderindo às superfícies com as quais foram postas em contato. 1.3.1 Classificação a) Quimicamente inertes: barro cru; b) Quimicamente ativos: cal, gesso, cimento. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 7 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 1.3.2 Aglomerantes aéreos 1.3.2.1 Gesso a) Matéria prima: Gipsita, um sulfato de cálcio com duas moléculas de água, acom- panhado de impurezas, não ultrapassando 6%; b) Fabricação: O gesso é chamado de estucador, que encontra uso sob a forma de pasta em revestimento e decorações interiores. Sua obtenção ocorre no cozimento da gipsita a uma temperatura de 150 a 250 oC. Logo após são moídas e feita a pasta de utilização; c) Pega: A água influi. Quanto menor a quantidade de água (25%) mais rápida será a pega; d) resistência: • tração: 14 kgf/cm²; • compressão: 70 kgf/cm². e) Utilização: Cobrir paredes, chapas para paredes e tetos. Usados exclusivamente para interiores e não podem ter função estrutural; 1.3.2.2 Cal aérea A cal aérea, resultado da “queima” da pedra calcária em fornos, denomina-se “cal viva” ou “cal virgem”. É distribuída aos consumidores em forma de pedras como saem do forno ou mesmo moída e ensacada. Não tem aplicação direta em construções, sendo necessário antes de usá-la, fazer a “extinção” ou “hidratação” pelo menos 48 horas antes do uso. a) Matéria prima: Calcário (carbonato de cálcio), com teor desprezível de argila; b) Fabricação: O produto é obtido fazendo-se a calcinação das pedras calcá- rias em fornos a uma temperatura inferior à de fusão, cerca de 900 ºC, suficiente para a dissociação do calcário, produzindo-se óxido de cálcio e gás carbônico. c) Hidratação ou extinção: Consiste em adicionar dois ou três volumes de água para cada volume de cal. Há forte desprendimento de calor e após certo tempo as pedras se fendem e esfarelam transformando-se em pasta branca, a qual é denomi- nado de "cal extinta ou cal apagada". mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 8 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com d) Pega: Faz-se ao ar; e) Resistência: • tração: 2 a 5 kgf/cm² • compressão: 30 kgf/cm² em 28 dias f) Utilização: Sob a forma de pasta ou mistura com areia (argamassa), para re- vestimento e rejuntamento de alvenarias. g) Dados técnicos: • A extinção reduz a cal a pó, com considerável aumento de volume; • 1 m³ de cal são obtidos com ± 500 kg de cal gorda ou ± 600 kg de cal magra; • São necessários ± 1,3 g de cal extinta em pasta para se fazer 1 litro de água de cal; • A cal empregada para revestimento deve envelhecer de 7 a 10 dias an- tes do uso; 1.3.3 Aglomerantes hidráulicos Os aglomerantes hidráulicos, como a cal hidráulica e os cimentos, resistem sa- tisfatoriamente quando empregados dentro d'água. Nos aglomerantes hidráulicos, o endurecimento resulta da ação da água. Na categoria dos aglomerantes hidráulicos, a denominação aplica-se aos que precisam ser moídos depois do cozimento. a) Pega: Dá-se o nome de pega aos aglomerantes que endurecem sob a ação da água à fase inicial do processo, ou seja, a transformação da pasta plásti- ca em corpo sólido. 1.3.3.1 Cimento Portland a) Definição: O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados com água, hidratam-se e produzem o endureci- mento da massa, que oferece, então, elevada resistência mecânica. b) Fabricação: é obtido pelo cozimento da mistura calcário-argilosa, conveniente- mente proporcionada, até a fusão parcial (cerca de 1.450 ºC), seguida de moagem e de pequena adição de gesso para regular a pega. Consta de silicatos e aluminatos mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 9 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com de cálcio, praticamente sem cal livre, predominando em quantidade e importância os silicatos. c) Tipos de cimento: No mercado existem diversos tipos de cimento. A diferença en- tre eles está na composição, mas todos atendem às exigências das normas técnicas brasileiras. Cada tipo tem o nome e a sigla correspondente estampada na embala- gem, para facilitar a identificação. Os tipos de cimento adequados aos usos gerais no meio rural são os seguintes: Tabela 02 – Tipos de cimento Fonte: Manual de Construções Rurais Existem outros tipos de cimento: para usos específicos (cimento portland bran- co, cimento portland resistente a sulfatos); e para aplicações mais especializadas (cimento portland de alta resistência inicial, que leva a sigla CP-V-ARI, e alguns tipos fabricados com resistência maior, como o CP II - E - 40, CP II - F - 40 e CP III - 40). d) Transporte: Mesmo comprando cimento de boa qualidade e em bom estado, ele pode estragar se não for transportado e estocado de forma correta. O cimento deve ser protegido durante o transporte para evitar que seja molhado por uma chuva inesperada. e) Armazenamento: Para guardar, ponha o cimento em lugar fechado e coberto, livre da água e da umidade e empilhe os sacos sobre um estradode madeira afastado da parede. Ponha no máximo 10 sacos em cada pilha, se o cimento ficar estocado por mais de duas semanas. Desde que obedeça às condições colocadas acima, o ci- mento pode ficar armazenado por cerca de 3 meses. Obs.: Colocar os sacos dispos- tos de forma cruzada. mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 10 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com f) Pega: Podemos adotar para o cimento, nas condições brasileiras, as seguintes ordenações: • pega rápida 60 minutos. A duração da pega é influenciada: • pela quantidade de água empregada; • pela quantidade e ou presença de alguns compostos; • pela temperatura; • pela quantidade de gesso. 1.3.3.2 Concreto O concreto é um material utilizado na construção civil composto por agrega- dos graúdos (pedras britadas, seixos rolados), agregados miúdos (areia natural ou artificial), aglomerantes (cimento), água, adições minerais e aditivos (aceleradores, retardadores, fibras, corantes). (PORTO,2015 p.17). O concreto suporta muito bem aos esforços de compressão e mal à tração (cerca de 1/10 da resistência à compressão). Além disso, o concreto também resiste insatisfatoriamente aos esforços de cisalhamento. (CARVALHO, 2017). Como o concreto apresenta boa resistência à compressão, mas não à tração, não é aconselhável a utilização do concreto simples. Se necessário combater os es- forços de tração e compressão, agrega-se o concreto a materiais que apresentem alta resistência a tração, resultando no concreto armado (concreto + aço). (FER- NANDES,2015). No entanto conforme a NBR 6118, é necessário garantir a durabilidade às es- truturas de concreto que devem ser construídas levando em consideração as condi- ções ambientais no momento que ela é projetada, e ao ser utilizada precisa preser- var segurança, manter-se estável e apta em serviço ao decorrer de sua vida útil. (ABNT NBR 6118, 2014). mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 11 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 1.3.3.2.1 Vantagens e desvantagens do Concreto Armado Segundo Bastos, 2006, o concreto armado é um material que vem sendo lar- gamente usado em todos os países do mundo, em todos tipos de construção, em função de várias características positivas, como por exemplo: • Economia: especialmente no Brasil, os seus componentes são facilmente en- contrados e relativamente a baixo custo; • Conservação: em geral, o concreto apresenta boa durabilidade, desde que seja utilizado com a dosagem correta. É muito importante a execução de co- brimentos mínimos para as armaduras; • Adaptabilidade: favorece à arquitetura pela sua fácil modelagem; • Rapidez de construção: a execução e o recobrimento são relativamente rápi- dos; • Segurança contra o fogo: desde que a armadura seja protegida por um co- brimento mínimo adequado de concreto; • Impermeabilidade: desde que dosado e executado de forma correta; • Resistência a choques e vibrações: os problemas de fadiga são menores. Por outro lado, segundo Velois, o concreto armado também apresenta des- vantagens, sendo as principais as seguintes: • Retração e fluência; • Resulta em elementos com grandes dimensões, o que acarreta em um peso próprio elevado, limitando seu uso em determinadas situações ou aumentado seu custo; • As reformas e adaptações são de difícil execução; • É necessário um sistema de fôrmas e escoramentos que precisam permane- cer no local até que o concreto alcance resistência adequada; • Corrosão das armaduras. 1.3.3.2.1.2 Principais Normas No projeto de estruturas de concreto armado as normas mais importantes são: • ABNT NBR 6118:2014 - Projeto de estruturas de concreto — Procedimento; mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 12 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com • ABNT NBR 6120:1980 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações – Procedimento; • ABNT NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimen- to; • ABNT NBR 7480:2007 - Aço destinado a armaduras para estruturas de concre- to armado – Especificação; • ABNT NBR 8681:2003 - Ações e segurança nas estruturas – Procedimento; • ABNT NBR 14931:2004 - Execução de Estruturas de Concreto – Procedimen- to; • ABNT NBR 15575:2013 - Desempenho de edificações habitacionais. • ABNT NBR 7191:1982 - Execução de desenhos para obras de concreto sim- ples ou armado. Continua na próxima aula... mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 13 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 1) A baixa resistência à tração pode ser contornada com o uso de adequado de que material? a) cimento b) armadura de aço c) concreto simples d) concreto magro e) concreto sarrafeado 2) O concreto de alto desempenho apresenta características melhores do que o concreto tradicional, marque a alternativa que as exemplificam. a) resistência mecânica inicial elevada e final baixa, baixa permeabilidade, baixa du- rabilidade, alta segregação. b) baixa segregação, boa trabalhabilidade, baixa aderência, reduzida exsudação. c) baixa aderência, exsudação elevada, menor deformabilidade por retração. d) resistência mecânica inicial e final elevada, alta permeabilidade, baixa durabilida- de, baixa segregação, boa trabalhabilidade, alta aderência, reduzida exsudação. e) resistência mecânica inicial e final elevada, baixa permeabilidade, alta durabilida- de, baixa segregação, boa trabalhabilidade, alta aderência, reduzida exsudação. 3) Qual o material que diferencia uma pasta de uma argamassa? a) cimento b) brita zero c) areia d) sílica e) cal Atividades de Fixação CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS mailto:sanderson.unec@gmail.com CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 14 Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CARVALHO, R. C.; FILHO, J. R. D. F. Cálculo e detalhamento de estruturas usu- ade concreto armado: Segundo a ABNT NBR 6118:2014. 4ª. ed. 3ª Reimpressão São Carlos: Edufscar, 2017. 416 p. SOUZA, Jorge Luiz Moretti - DETR/SCA/UFPR – Manual de Construções Rurais, Novembro 1997. NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. In: NEVILLE, A. M. Cimento Portland. Santana: Bookman, 2015. p. Capítulo1. PETRUCCI, E. G. R. Concreto de Cimento Portland. 13ª. ed. São Paulo: Globo, 1970. ISBN 85-250-0225-9 mailto:sanderson.unec@gmail.com 1.3.3.2.1 Vantagens e desvantagens do Concreto Armado