Influência da umidade no comportamento estrutural de alvenaria de tijolos de solo-cimento com diferentes tipos de juntas finas
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Data
Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tese de Doutorado em Engenharia de Estruturas
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Influence of humidity on the structural mechanical behavior of soil cement brick masonry with different types of thin-layer joints
Primeiro orientador
Membros da banca
Lucas Ribeiro dos Santos
Guilherme Aris Parsekian
Humberto Salazar Amorim Varum
Gihad Mohamad
Guilherme Aris Parsekian
Humberto Salazar Amorim Varum
Gihad Mohamad
Resumo
A umidade exerce papel determinante no desempenho mecânico da alvenaria de solo-cimento. Nesta pesquisa, analisou-se o comportamento mecânico da alvenaria de tijolos de solo-cimento com juntas finas em função da umidade relativa (UR) do ar. Para tal, foram utilizados dois tipos de tijolos de solo-cimento (TSC1 e TSC2) e três tipos de juntas finas: cola acrílica, argamassa colante e composto polimérico. Os tijolos e a argamassa colante foram caracterizados física, química e mecanicamente. Foram confeccionados prismas, pequenas paredes e paredes para determinação das resistências à compressão e ao cisalhamento, analisadas em diferentes condições de UR e de saturação. Os resultados indicaram que o estado crítico ocorre na condição de saturação do material e que a UR influenciou significativamente o desempenho mecânico dos corpos de prova. Nos prismas, a junta de argamassa colante apresentou as maiores resistências à compressão para todos os níveis de UR. Observou-se uma redução da resistência à compressão da condição seca para a saturada entre 57% e 59% para todos os tipos de junta, evidenciando que a saturação foi determinante na perda de resistência. Em todos os casos, verificou-se perda de rigidez com o aumento da UR, sendo os menores módulos de deformação observados na condição saturada, o que confirma a influência significativa da umidade na deformabilidade da alvenaria. O modo de falha dos prismas foi influenciado pelo tipo de junta utilizado. As pequenas paredes saturadas apresentaram redução de aproximadamente 48,87% na resistência à compressão e de cerca de 17% no módulo de deformação. As paredes apresentaram comportamento semelhante, com reduções de 55,10% e 22,33% na resistência à compressão e no módulo de deformação, respectivamente, ao passar da condição seca para a saturada. Conclui-se que o comportamento mecânico da alvenaria de tijolos de solo-cimento está diretamente relacionado à umidade relativa do ar, sendo essencial considerar essa variável nos cálculos de capacidade de carga para fins de projeto estrutural, a fim de garantir a segurança, a durabilidade e a confiabilidade da alvenaria.
Abstract
Moisture plays a determining role in the mechanical performance of soil-cement masonry. In this research, the mechanical behavior of soil-cement brick masonry with thin joints was analyzed as a function of air relative humidity (RH). Two types of soil-cement bricks (TSC1 and TSC2) and three types of thin joints were used: acrylic adhesive, tile adhesive mortar, and polymer composite. The bricks and the joint materials were physically, chemically, and mechanically characterized. Prisms, small walls, and walls were constructed to determine compressive and shear strength under different RH conditions and under saturation. The results indicated that the critical state occurs under material saturation and that RH significantly influences mechanical performance. In the prisms, joints made with tile adhesive mortar exhibited the highest compressive strengths at all RH levels. A reduction in compressive strength from dry to saturated conditions ranging from 57% to 59% was observed for all joint types, indicating that saturation is decisive in strength reduction. In all cases, a loss of stiffness was observed with increasing RH, with the lowest deformation moduli occurring under saturated conditions, confirming the significant influence of moisture on masonry deformability. The failure mode of the prisms was influenced by the joint type used. Saturated small walls exhibited a reduction of approximately 48.87% in compressive strength and about 17% in deformation modulus. The walls showed similar behavior, with reductions of 55.10% in compressive strength and 22.33% in deformation modulus, respectively, when transitioning from dry to saturated conditions. It is concluded that the mechanical behavior of soil-cement brick masonry is directly related to air relative humidity, making it essential to consider this variable in load-bearing capacity calculations for structural design, in order to ensure the safety, durability, and reliability of masonry.
Assunto
Engenharia de estruturas, Umidade, Juntas (Engenharia), Construção de solo-cimento, Tijolos
Palavras-chave
Alvenaria de tijolo de solo-cimento, Tijolos ecológicos, Umidade relativa, Comportamento mecânico, Modo de falha