Resistência ao cisalhamento de prismas de alvenaria de solo-cimento com juntas finas de diferentes materiais
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Shear strength of soil-cement masonry prisms with thin joints of different materials
Primeiro orientador
Membros da banca
Elaine Guglielmi Pavei Antunes
Elaine Guglielmi Pavei Antunes
Elaine Guglielmi Pavei Antunes
Resumo
Diante das discussões sobre sustentabilidade, especialmente na construção civil, se destaca o
uso de tijolos de solo-cimento como materiais de construção que geram menos impactos
ambientais. No entanto, as alvenarias compostas por esses tijolos muitas vezes se mostram
inadequadas para resistir a cargas laterais extremas. Sob tais condições de carregamento, a
resistência da alvenaria ao cisalhamento desempenha um importante papel. Assim, o presente
estudo teve como objetivo principal investigar o impacto de diferentes materiais de
assentamento - argamassa colante (AC), argamassa polimérica (AP) e cola acrílica (CA) -
aplicados em camadas finas, na resistência ao cisalhamento de prismas de alvenaria construídos
por tijolos de solo-cimento. Após a caracterização dos materiais, prismas compostos por três
tijolos foram ensaiados sob esforços de cisalhamento, enquanto submetidos a diferentes níveis
de pré-compressão. Por meio da técnica de Correlação de Imagens Digitais (DIC), realizou-se
uma análise das deformações e da relação tensão-deformação das juntas. A fim de analisar a
influência do tipo de material de assentamento e da pré-compressão sobre o comportamento
mecânico dos prismas, foi conduzido um estudo estatístico por meio da Análise de Variância
(ANOVA). Em seguida, foram determinados os parâmetros de resistência ao cisalhamento,
segundo o critério de Mohr-Coulomb. As juntas AP destacaram-se pela alta coesão, garantindo
resistência superior em baixas tensões de compressão. Em contraste, as juntas AC e CA
apresentaram elevados coeficientes de atrito, demonstrando uma forte dependência da
compressão para o ganho de resistência. O estudo concluiu que a pré-compressão influenciou
distintamente a resistência ao cisalhamento de cada tipo de junta, mas não o módulo de
cisalhamento. O modo de falha predominante ocorreu por tração diagonal induzida nos tijolos
de solo-cimento, confirmando que a resistência da interface superou a resistência das unidades
de alvenaria. A partir do nível intermediário de pré-compressão, todos os tipos de juntas
convergiram para um patamar de resistência estatisticamente equivalente, provando a
viabilidade estrutural das três soluções de juntas finas em alvenarias de solo-cimento.
Abstract
In light of discussions about sustainability, especially in civil construction, the use of soilcement bricks stands out as a building material that generates less environmental impact.
However, masonry made from these bricks often proves inadequate to withstand extreme lateral
loads. Under such loading conditions, the shear strength of the masonry plays an important role.
Thus, the main objective of this study was to investigate the impact of different bedding
materials - adhesive mortar (AC), polymer mortar (AP), and acrylic adhesive (CA) - applied in
thin layers, on the shear strength of masonry prisms constructed from soil-cement bricks. After
characterizing the materials, prisms composed of three bricks were tested under shear stress
while subjected to different levels of pre-compression. Using the Digital Image Correlation
(DIC) technique, an analysis of the deformations and stress-strain relationship of the prisms
was performed. In order to analyze the influence of the type of bedding material and precompression on the mechanical behavior of the prisms, a statistical study was conducted using
Analysis of Variance (ANOVA). Subsequently, shear strength parameters were determined
according to the Mohr-Coulomb criterion. AP joints stood out for their high cohesion,
guaranteeing superior resistance at low compressive stresses. In contrast, AC and CA joints
presented high coefficients of friction, demonstrating a strong dependence on compression for
strength gain. The study concluded that pre-compression distinctly influenced the shear strength
of each type of joint, but not the shear modulus. The predominant failure mode occurred due to
induced diagonal tension in the soil-cement bricks, confirming that the interface strength
exceeded the strength of the masonry units. From the intermediate level of pre-compression, all
types of joints converged to a statistically equivalent strength level, proving the structural
viability of the three thin joint solutions in soil-cement masonry.
Assunto
Engenharia de estruturas, Resistência de materiais, Cisalhamento, Construção de solo-cimento, Tijolos
Palavras-chave
Solo-cimento, Alvenaria, Cisalhamento, Pré-compressão, Coesão, Atrito, Tração diagonal