Estudo de geometrias alternativas de blocos vazados utilizando concreto autoadensável

Abstract

A investigação de novos tipos de blocos vazados de concreto foi realizada a fim de avaliar a influência de diferentes formatos geométricos e espessuras das paredes dos blocos, utilizando o concreto autoadensável para a fabricação das unidades. Seis diferentes tipos de blocos, com três formatos geométricos alternativos, sendo com vazados circulares, hexagonais e retangulares, de diferentes áreas líquidas foram fabricados e submetidos a diversos ensaios. O programa experimental teve como finalidade avaliar as propriedades dos blocos e prismas. Foram realizados ensaios mecânicos dos blocos e dos prismas e também foi feita a análise da resistência térmica dos blocos, mediante análise por métodos dos elementos finitos (FEA). As propriedades no estado fresco e endurecido do concreto autoadensável também foram avaliadas. Os resultados mostraram que os formatos dos vazados dos blocos influenciaram na resistência mecânica, no qual o bloco com vazado circular (GC-1) apresentou a maior resistência à compressão axial. Foi possível estabelecer uma dosagem adequada do concreto autoadensável para a fabricação dos blocos. Os prismas PGC-1, PGH-1 e PGH-2 obtiveram resistência à compressão axial superiores aos outros prismas, comprovado por análise estatística. Os prismas com formato geométrico hexagonal mostraram ser benéficos economicamente e mecanicamente, apresentando economia no consumo de cimento em relação ao prisma com formato circular (PGC-1). A relação linear do aumento da área de vazios em função da temperatura interna foi averiguada, no qual ocasionou uma redução da transferência de calor nas superfícies externas e internas dos blocos conforme o aumento da área de vazios. Em geral, este estudo demonstrou que os formatos geométricos analisados, influenciaram as propriedades investigadas, bem como a possibilidade de execução de blocos vazados de concreto com estas geometrias.

The investigation of new types of hollow concrete blocks was carried out in order to evaluate the influence of different geometric shapes and thickness of hollow blocks, using the self-compacting concrete to manufacture the units. Six different types of blocks with three alternative geometric shapes, being circular, hexagonal and rectangular, from different net areas were manufactured and submitted to several tests. The experimental program was goal to evaluate the properties of the blocks and prisms. Mechanical tests of the blocks and prisms were performed and the thermal resistance analysis of the blocks was also performed, through analysis by finite element methods (FEA). The fresh and hardened properties of self-compacting concrete were also evaluated. The results showed that the cell shapes in the blocks influenced the mechanical strength, in which the circular cell block (GC-1) showed the highest axial compressive strength. It was possible to establish an adequate dosage of self-compacting concrete for the manufacture of the blocks. The PGC-1, PGH-1 and PGH-2 prisms had higher axial compressive strength than the other prisms, proven by statistical analysis. The hexagonal geometric prisms showed to be economically and technically beneficial, showing savings in cement consumption compared to the circular shaped prism (PGC-1). The linear relation of the increase of voids area as a function of inner temperature was verified, in which caused a reduction of heat transfer on the external and inner surfaces of the blocks according increase voids area. In general, this study demonstrated that the cell geometric influenced the investigated properties, as well as the possibility of manufacturing hollow concrete blocks with these geometries.