PAINIS DE VEDAO

Srie " Manual de Construo em Ao" Galpes para usos gerais Ligaes em estruturas metlicas Edifcios de pequeno porte estruturados em ao Alvenarias Painis de vedao Resistncia ao fogo das estruturas de ao Tratamento de superfcie e pintura

MARISTELA GOMES DA SILVA

VANESSA GOMES DA SILVA

PAINIS DE VEDAO

2a edio

INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUO EM AO

RIO DE JANEIRO

2004

2004 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUO EM AO

Nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida por quaisquer meio, sem a prvia autorizao desta Entidade. Ficha catalogrfica preparada pelo Centro de Informaes do IBS/CBCA

1a Edio, Janeiro 2003 2a Edio, Agosto 2004

Instituto Brasileiro de Siderurgia / Centro Brasileiro da Construo em Ao

Av. Rio Branco, 181 / 28o Andar 20040-007 - Rio de Janeiro - RJ

e-mail: cbca@ibs.org.br site: www.cbca-ibs.org.br

SOBRE AS AUTORAS Maristela Gomes da Silva Engenheira Civil pela Universidade Federal do Esprito Santo (UFES) e Mestre e Doutora em Engenharia Civil pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo; Professora do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da UFES; Professora do Departamento de Estruturas e Edificaes do Centro Tecnolgico da UFES. Vanessa Gomes da Silva Arquiteta pela Universidade Federal do Esprito Santo e Mestre e Doutora em Engenharia Civil pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo; Professora do Departamento de Arquitetura e Construo da Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP. AGRADECIMENTOS As autoras agradecem ao Grupo Siderrgico e ao Ncleo de Excelncia em Estruturas Metlicas e Mistas - NEXEM, respectivamente, a oportunidade pela publicao e pelo financiamento do projeto de pesquisa que iniciou este trabalho. Agradecem ainda a valiosa contribuio de Arq. Tatiana Camargo, Eng. Gisele Carneiro, Eng. Raquel Lima, Eng. Marcelo Lana, a Carlos raposo e Rodrigo Machado, alunos da UFES e a Giovana Bianchi e Paula Baratella, alunas da UNICAMP .

S586p Silva, Maristela Gomes da Painis de vedao / Maristela Gomes da, Vanessa Gomes da Silva. - Rio de

Janeiro: IBS/CBCA, 2003. 59p.; 29 cm. -- ( Srie Manual de Construo em Ao) Bibliografia ISBN 85-89819-04-3

1.Painis de vedao 2. Painis de concreto 3. Painis de GRC 4. Painis metlicos 5. Painis de gesso acartonado I. Ttulos (srie) II. Silva, Vanessa Gomes da

CDU 692.2 2a edio

7Painis pr-fabricados

Captulo 1

8A indstria de construo civil, em todoo mundo, encontra-se em um momento clara-mente dedicado busca e implementao deestratgias de modernizao do setor, em quea racionalizao construtiva tem um papel fun-damental. Nesse sentido, as tendncias maisnotveis relacionam-se ao emprego de siste-mas total ou parcialmente pr-fabricados, ca-pazes de maximizar o potencial de racionaliza-o embutido nos processos construtivos.

Questes como perdas, atraso tecnol-gico, prazos, despreparo da mo de obra, nocompatibilidade entre projeto e execuo soproblemas rotineiros, que devem ser sanadoscom a implantao de alternativas de raciona-lizao da produo. Em meio a este processode modernizao, a preocupao com medidasde racionalizao de vedaes verticais cres-cente, devido carncia de alternativas com-petitivas e eficientes no mercado nacional.

A cultura construtiva das empresas deconstruo brasileiras caracteriza-se, no entan-to, pela alvenaria tradicional como soluo devedao, com elevado ndice de desperdcio eretrabalho embutidos. Esta uma barreira im-portante a ser transposta para a introduo denovos sistemas.

O interesse por outras alternativas devedao mostrou-se pequeno at o grande im-pulso decorrente da introduo de procedi-mentos para a certificao de qualidade, de va-lor indiscutvel. Com a srie de normas ISO9000 (International Organization for Standardi-zation), a busca pela reduo de perdas e do ci-clo de construo reacenderam o interessepara a racionalizao de todos os subsistemasda edificao.

A construo civil nacional ainda mostrauma clara estagnao no que se refere ao em-prego de sistemas racionalizados de vedao,enquanto que painis pr-fabricados so fre-qentemente utilizados pela construo civilna Europa, Estados Unidos e Canad, como so-luo para aliar racionalizao velocidade deproduo do subsistema vedao. Consideran-do-se especificamente a construo de edif-cios com estrutura metlica, a constatao des-

sa estagnao torna-se particularmente verda-deira.

Torna-se claro que estas alternativas in-dustrializadas no podem ser simplesmenteimportadas para utilizao no Brasil. Antes, atecnologia de produo, o projeto do produto ea organizao da produo devem ser consoli-dados e completamente integrados entre si eaos demais subsistemas que compem a edifi-cao, dentro de um quadro de adequao realidade construtiva nacional.

O emprego de estrutura metlica na pro-duo de edifcios exige um sistema construti-vo com caractersticas prprias, que necessa-riamente deve estar em conformidade com asvrias etapas que compem a construo, desde sua concepo at a sua execuo. Oprofissional que adotar a estrutura metlica irtrabalhar com um exigente subsistema indus-trializado onde todos os problemas devem serpreviamente pensados, analisados e resolvi-dos na elaborao do projeto.

1.1 A vedao vertical

O tradicional levantamento da alvenariatem sido a nica forma de racionalizao dasvedaes utilizada de modo fundamentado noBrasil (BARROS, 1998b; SABBATINI, 1998a). En-tretanto, para edifcios em estrutura metlica, oemprego da alvenaria tradicional ainda no asoluo mais apropriada, principalmente nassituaes em que a velocidade da execuodas vedaes verticais seja um fator crtico naconstruo de edifcios. Empresas que bus-quem ganhos de produtividade e diminuiode perdas para serem competitivas no merca-do precisam necessariamente investir na racio-nalizao da produo das vedaes verticais.

Neste sentido, o subsistema vedaovertical passou a ser apontado pelos construto-res como um dos principais gargalos tecnol-gicos da construo de edifcios, principalmen-te, pela importncia para a introduo de no-vos materiais, componentes e sistemas cons-trutivos. Alm disso, a vedao vertical apon-tada como um dos pontos crticos para a im-plantao de medidas de racionalizao da

Painis pr-fabricados

produo de edifcios, por ser um dos princi-pais subsistemas do edifcio e por influenciarsignificativamente o seu desempenho final.

As suas principais funes so a compar-timentao da edificao e o oferecimento, aosambientes construdos, das condies para odesenvolvimento das atividades previstas. Asvedaes, alm de servirem de suporte e prote-o s instalaes prediais e aos equipamentosde utilizao do edifcio, criam tambm condi-es de habitabilidade e segurana (FRANCO,1998a; SILVA, 1998). Na produo de edifcios, asvedaes verticais tambm tm um papel im-portante (BARROS, 1998a; CARDOSO, 1998;SABBATINI, 1998b; CTE et al., 1998), por influen-ciarem e serem responsveis por algumas ca-ractersticas, dentre as quais pode-se citar:

Determinao de diretrizes para o pla-nejamento e programao da execuo da edi-ficao.

Determinao do potencial de raciona-lizao da produo, pois possui interfacescom outros subsistemas (instalaes prediais,esquadrias, revestimentos e estrutura).

Participao como elemento estrutural(alvenaria estrutural), ou servir de travamentoda estrutura de concreto armado, ou ainda ser-vir apenas de fechamento da edificao1.

Profunda relao com a ocorrncia deproblemas patolgicos.

A maior organizao e limpeza do can-teiro, melhor qualidade no produto final, rapi-dez e facilidade na execuo das vedaes,maior preciso geomtrica e menor desperd-cio de materiais so algumas das vantagens doemprego de painis pr-fabricados sobre a al-venaria tradicional.

Porm, para a introduo de tecnologiaspr-fabricadas no mercado nacional, existemalgumas limitaes que devero ser superadasantes da introduo de quaisquer tecnologiasracionalizadas para vedaes. O quadro 1 apre-senta as principais vantagens e as limitaesde utilizao de vedaes pr-fabricadas emedifcios com estruturas metlicas.

Quadro 1 - Vantagens e limitaes nautilizao de vedaes pr-fabricadas (a partirde BARROS, 1998a; FRANCO, 1998b; SABBATI-NI, 1998c).

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Limitaes atuais

Imagem negativa de vedaes pr-fabricadas junto aosusurios.

Normalizao de desempenho ainda em desenvolvimento(ABNT/CB-02: edifcios habitacionais de at quatro pavimentos parte 4: fachadas).

Necessidade de mudanas na qualidade do processo de produo dos demais subsistemas.

Necessidade de mudanas organizacionais nos processos de gesto de empreendimentos e de produo.

Dependncia de profissionais habilitados em todos os nveis.

Dependncia na fabricao de complementos e acessrios no Brasil.

Necessidade de interao com os outros subsistemas construtivos.

Comercializao apenas das tecnologias de vedao e no de solues construtivas.

Necessidade de preciso dimensional (e limitao da defor-mao aceitvel) da estrutura e dos demais subsistemas.

Utilizao de painis apenas de vedao.

Vantagens

Maior organizao e limpeza no canteiro.

Reduo do nmero de atividades realizadas no canteiro.

Facilidade no controle e menor desperdcio de materiais.

Diminuio de acidentes.

Acelerao do cronograma, reduo de prazo e de custo.

Facilidade de utilizao de instalaes embutidase de manuteno dessas instalaes.

Facilidade de introduo de isolamentos.

Eliminao ou diminuio de algumas atividades existentes no processo tradicional, tais como revestimento.

Preciso dimensional e superfcies lisas.

Possibilidade de ganho de rea til construda.

1- Em edifcios com estruturas metlicas, os painis geralmente no tm funo estrutural.

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Este manual apresenta as principais alternativas disponveis de vedaes racionali-zadas, em escala comercial, nos mercados nacional e internacional. Estes componentespodem ser utilizados em edifcios com estrutu-ras metlicas, principalmente pelo nvel de in-dustrializao e da velocidade de execuo(quadro 2)

A partir de ampla consulta literaturaexistente e de uma srie de visitas tcnicas rea-

lizadas nos ltimos dois (dois) anos, no Brasil eno exterior, desenvolveu-se um diagnsticodos sistemas de vedao pr-fabricados paraestruturas metlicas. Recomendaes para oprojeto e para a produo e instalao dessespainis esto apresentados em detalhes. Espe-ra-se que publicao semelhante a esta se de-dique, em um futuro prximo, a aspectos rela-cionados integrao com esquadrias e cominstalaes prediais.

Painis pr-fabricados

Classificao

Funo

Tcnica de execuo

Mobilidade

Densidade superficial

Estruturao

Continuidade do planoRelao entre a continuidade

(face da parede) e a dis-tribuio dos esforos.

Continuidade superficialRelacionada continuidadevisual da vedao vertical.

Acabamento

caracterizadas por elementos sem funo estrutural e com massa especfica de at 100Kg/m3.

montadas e desmontadas com facilidade sem a sua degradao.

vedaes verticais montadas por solidarizao comargamassa ou grout.

vedaes montadas a seco (aparafusadas), sem usode solidarizao "molhada" (argamassa ou grout).

caracterizadas por elementos com ou sem funo estru-tural, e com massa especfica acima de 100Kg/m_.

vedaes que possuem uma estrutura de suporte doscomponentes da vedao (estrutura secundria)

as que no necessitam de uma estrutura secundria.

a absoro dos esforos transmitidos vedao feita pelos elementos,

isoladamente, devido existncia de juntas.

serve de proteo lateral contra ao de agentes externos.

as juntas entre os componentes so aparentes.

as vedaes j acabadas so posicionadas em seus lugares definitivos.

vedaes executadas em seus lugares definitivos esem aplicao prvia de revestimentos.

vedaes no necessitam da aplicao de revestimentos, pois o acabamento parte da

linha de produo.

Descrio

Envoltria externa

Divisria interna

Acoplamento a seco

Acoplamento mido

Fixas

Removveis

Leves

Pesadas

Estruturadas

Auto-suporte

Modulares

Contnuas

Descontnuas

Revestimento incorporado

Revestimento a posterior

Sem revestimento

Quadro 2 - Classificao das vedaes verticais pr-fabricadas (a partir de SOUZA 1998; CTE et al., 1998).

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Painis de Concreto

Captulo 2

Os painis de concreto foram introduzi-dos no mercado internacional nos anos 50, sobimpulso do perodo de recuperao ps-guerrae do movimento modernista na arquitetura.Aps o auge de utilizao dos anos 60, notou-se um declnio no emprego desses painis de-vido limitao esttica resultante do rigor im-posto pela padronizao dos componentes.

Nos ltimos anos, os painis de concre-to armado foram revitalizados na forma doschamados painis de concreto arquitetnico,com revestimento incorporado. O revestimen-to incorporado elimina custos diretos e indire-tos decorrentes da posterior etapa de revesti-mento externo e permite maior variedade desolues arquitetnicas (SILVA, PEREIRA,LANA, 2001). Os fabricantes nacionais que dis-ponibilizam estas tecnologias encontram-seno estado de So Paulo.

Os painis de concreto arquitetnico sovedaes externas pesadas (densidade superfi-cial > 100kg/m_). Os componentes pr-fabrica-dos podem ser planos ou podem receber ner-vuras para aumentar suas dimenses sem oacrscimo de espessura ou da armadura. A uti-lizao destes painis possui algumas vanta-gens e algumas desvantagens, relacionadas noquadro 3 abaixo.

Quadro 3 - Vantagens e desvantagensdos painis de concreto. (a partir de PCI, 1989;HARRIMAN, 1991; BLANC et al., 1993); BROO-KES, 1998; HARRISON; VEKEY, 1998).

As seis fotos, inseridas a seguir, ilus-tram aplicaes de painis de concreto arqui-tetnico.

Foto 1 - Boathouse em Sawyer Point, Cincinnati, Ohio (PCI, 1989).

Foto 2 - Republic Works Administrative Offices, Charleston, South Carolina (PCI, 1989).

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Painis de concreto

Vantagens

Vantagens econmicas devidas possibilidadede padronizao dos painis.

Resistncia ao fogo, inrcia trmica e acstica,boa relao resistncia/peso prprio.

Variedade de dimenses e de acabamentos.

Durabilidade compatvel com vida til de proje-to, necessitando de poucas intervenes demanuteno.

Revestimentos podem ser incorporados naprpria fbrica.

Possibilidade de emprego de painis com funoestrutural.

Instalao de caixilhos e/ou material deisolamento na fbrica.

Desvantagens

Alto custo, quando utilizados vrios tipos depainis, pelo custo de formas extras e o noreaproveitamento dos moldes especiais.

Grande peso, dificultando o manuseio notransporte e na execuo.

Falta de normalizao.

Dificuldades de manuseio/substituio devi-do ao peso dos componentes.

Ao dos agentes agressivos provocamanchas nos painis.

Problemas de corroso se no foremadotadas as devidas recomendaes deprojeto e produo.

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Foto 3 - Arc de La Defense, Paris (foto: Vanessa Gomes).

Foto 4 - Edifcio em painel de concreto, La Defense, Paris (foto: Vanessa Gomes).

Foto 5 - Shopping Center em Boston (foto: Tatiana Camargo).

Foto 6 - Ed. Night Building, So Paulo (foto: Ana Elisa Oriente2).

2.1 Caractersticas dos painis de concreto

Os painis de concreto podem ser utili-zados como elemento estrutural ou como ve-dao. No caso de edifcios com estruturasmetlicas (PCI, 1989; KONCZ, 1995; KRGER,2000), eles so normalmente empregadosapenas com funo vedante, nas configura-es:

painis-cortina: so painis sem fun-o estrutural que recobrem externamentetoda a estrutura da edificao. O carregamen-to causado por cargas de vento e peso prprio transferido para a estrutura principal da edi-ficao. A principal vantagem a sua remoodo local sem afetar a estabilidade estrutural daedificao.

painis de vedao: so painis semfuno estrutural fixados estrutura principaldo edifcio de modo a preencher os vos entreelementos estruturais.

2.2 Aspectos de produo

Os painis de concreto podem ser pro-duzidos industrialmente ou, quando h espaoe condies apropriadas, na prpria obra, eli-minando custos referentes ao transporte.

A mistura dos agregados constituintesdo concreto efetuada atravs de dosagem experimental, meticulosamente estudada, sendo necessrio avaliar as qualidades e pro-

2 - Imagem originalmente publicada em BENVENGO, L. Obra de tits. Revista AU, ano 15, n. 82, fev/mar 1999. pg. 101 -104.

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priedades dos materiais em funo das carac-tersticas e desempenho do concreto especifi-cado em projeto. Em geral, as misturas con-tm agregados com dimenso mxima carac-terstica inferior a 20mm e, no caso de compo-nentes no revestidos, com teor de finos sufi-ciente para garantir o acabamento superficialdesejado (DAWSON, 1995; KISS, 2000b).

Para painis de concreto arquitetnico,a relao gua/cimento recomendada de 0,4para a obteno de um concreto de consistn-cia plstica, com menor absoro de gua emenor retrao hidrulica, para a garantia dosrequisitos de segurana estrutural, estanquei-dade e durabilidade do painel (ANDRIOLO,1984; METHA, 1994; FREEDMAN, 1998; ABREU,KATAR, 1999).

A escolha do material do molde deter-minada pela possibilidade de reaproveitamen-to da frma, o que tem grande influncia noscustos de produo, e pelas dimenses daspeas, que determinam a resistncia requeridada frma. As frmas de madeira so a opode menor custo na fabricao de painis sim-ples, porm com menor nmero de reaprovei-tamento (entre 30 e 60 vezes). As frmas emao tm custo alto, mas possibilitam umamaior preciso e podem ser utilizadas at 150vezes. J as frmas em GRP (polister refora-do com fibra de vidro), apesar de tambm pos-sibilitarem boa preciso na modulao, somais suscetveis a danificaes (DAWSON,1995; BROOKES, 1998).

A desfrma deve ser feita, no mnimo,aps 16 horas do preenchimento ou at o pai-nel adquirir resistncia suficiente para os es-foros que incidiro durante a desfrma, o ma-nuseio, o transporte e o iamento. Os painisdevem ser submetidos cura mida por nomnimo sete dias ou curados a vapor em tem-peratura maior que a temperatura ambiente,com ciclo mdio de durao de 14 horas con-forme o tipo de cimento (SILVA, 1998a) A resis-tncia compresso final varia de 40 a 70MPa.

As fotos abaixo (fotos 7 a 10) ilustram aseqncia das etapas de produo de painisde concreto com frmas em madeira.

Foto 7 - Produo do molde de madeira.(foto: Dawson, 1995)

Foto 8 - Escoramento lateral para evitar empenamento lateral. (foto: Dawson, 1995)

Foto 9 - Armao do painel.(foto: Dawson, 1995)

Painis de concreto

Foto 10 - Exposio de agregados atravs de banho de cido (foto: Dawson, 1995).

Devido ao crescimento da utilizao derevestimentos incorporados, os painis deconcreto arquitetnico so normalmente mol-dados com a face acabada para baixo. Nestacondio, o material de revestimento, uma ca-mada de acabamento ou um filme texturizado posicionado no fundo do molde, seguido deuma barreira de aderncia e posterior coloca-o da armadura e concretagem.

O acabamento pode ser feito atravs deataque cido, com borracha prpria para ab-sorver a pasta de concreto, ou jateamento deareia, que remove irregularidades e expe le-vemente o agregado (foto 11). A superfciepode tambm receber polimento ou incorpo-rar revestimentos como pedras ornamentais,textura (agregado exposto), cores (concretopigmentado), nervuras ou falsas juntas (foto12), dispensando pintura e revestimento pos-terior.

Foto 11 - Agregado exposto e polido.(foto: Vanessa Gomes)

Foto 12 - Agregado exposto polido e pigmentado. (foto: Vanessa Gomes)

2.3 Geometria e modulao

A geometria e a forma do painel so de-terminadas em projeto, considerando aindafatores de produo e manuseio. importanteque na fase de projeto procure-se reduzir o n-mero de tipos de painis a serem utilizados,garantindo uma maior padronizao na produ-o. A padronizao da frma reduz significa-tivamente os custos de produo, pois aumen-ta a velocidade de produo e reduz custosoperacionais, o tempo de detalhamento e con-feco de moldes, riscos de erros de detalha-mento e de produo. Em algumas situaes,os moldes podem ser projetados para recebe-rem ajuste dimensional e atender a uma gamamaior de painis.

As condies de exposio e a tipologiada edificao alimentam a etapa de dimensio-namento dos painis, que ainda deve conside-rar as solicitaes mecnicas, envolvendo aao do vento, do peso prprio e os esforosdurante a desfrma e manuseio em atendi-mento do requisito de segurana estrutural.Alm disso, o peso dos painis define as ma-neiras de realizar o transporte e iamento (PCI,1989; CIRIA, 1992c).

As dimenses dos painis e seu peso3

so limitados por dificuldades prticas detransporte e manuseio. A altura tpica dos pai-nis gira entre 1,20m a 3,0m, enquanto que ocomprimento pode ser at trs vezes maior4. Aespessura do painel varia de acordo com seucomprimento (quadro 4), com a zona de arma-

153 - No deve exceder sete toneladas, para facilitar o manuseio na fabricao e montagem (BLANC et al., 1993).4 - Sempre inferior a 12m, por questes de transporte (BROOKES, 1998).

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Painis de concreto

dura e com o cobrimento necessrio, sendo aespessura mnima de cobrimento igual a40mm (quadro 5) (CIRIA, 1992c; BLANC et al.,1993; DAWSON, 1995; BROOKES, 1998). Empainis no estruturais, a definio da espes-sura do cobrimento depende:

da dimenso mxima caracterstica doagregado.

dos meios utilizados para manter a ar-mao na devida posio durante a concreta-gem.

das caractersticas e qualidade do con-creto.

do tipo de acabamento final. da agressividade do ambiente de ex-

posio da requerida resistncia ao fogo.

Os painis podem apresentar seo ho-mognea (painis macios) ou configuraosanduche, resultante da incorporao de umacamada de material isolante entre duas placasde concreto armado para exigncias especiaisde desempenho termo-acstico (PCI, 1989;BROOKES, 1998).

Quadro 4 - Espessuras tpicas dos pai-nis pr-moldados de concreto, segundo seucomprimento (a partir de DAWSON, 1995;BROOKES, 1998).

Quadro 5 - Variao do recobrimento ex-terno, de acordo com a resistncia do concre-to*, para atender a segurana estrutural e adurabilidade do painel.

2.4 - Juntas

Os elementos e os componentes daconstruo esto sujeitos a variaes de tem-peratura, sejam sazonais ou dirias, que resul-tam em ciclos de variao dimensional (dilata-o ou contrao) e a mudanas higroscpicasque tambm provocam variaes dimensio-nais devido ao aumento ou diminuio do teorde umidade do material. Essas movimenta-es, sejam elas trmicas ou higroscpicas,causam tenses que levam ao aparecimentode fissuras que comprometem o desempenhoda edificao (TOMAZ, 1989; HUTCHINSON etal., 1995; HARRISON; VEKEY, 1998). As juntastm por finalidade permitir que essas expan-ses e contraes ocorram sem afetar a inte-gridade dos constituintes do sistema de veda-es.

Para o desempenho adequado do siste-ma de vedao em painis de concreto, im-prescindvel um bom desempenho das juntas,seja em termos de estanqueidade ou de aco-modao da movimentao das peas. Cabeaos projetistas considerar (MARSH, 1977; TO-MAZ, 1989; DAWSON, 1995; HUTCHINSON etal., 1995):

funcionamento da junta em termos detenses, espessura e tipo do selante.

custo inicial da opo do tipo de juntae do selante.

materiais utilizados na vedao verti-cal.

solicitaes fsicas, qumicas e mecni-cas da vedao vertical.

facilidade de aplicao. vida til do sub-sistema e de seus

componentes. custo de manuteno e da reposio

das juntas.

As juntas constituem as linhas de sepa-rao horizontais ou verticais entre os painisde concreto justapostos ou sobrepostos, de-vendo ser de alguma forma seladas.

As juntas horizontais tm funo simi-lar s pingadeiras e esto sujeitas a esforosde compresso originrios do peso prprio

Comprimento do painel (m)

2.0

3.0

4.0

5.56.0

Espessura (mm)

75 (para painis refora-dos com ao inoxidvel)

90

100

125

140-160

Caractersticas BROOKES (1998) FREEDMAN (1999)

Resistncia mnima do concreto 25 MPa 30 MPa 35 MPa

Cobrimento externo (mm)

50 4040

*Segundo os fabricantes, a resistncia mnima dos painis de concreto nacionais de 35 MPa a 45 MPa.

dos painis. J as juntas verticais esto maissujeitas s intempries e tendem a canalizar agua da chuva, exigindo maiores cuidadosquanto vedao (PCI, 1989; BAUER, 1987;DAWSON, 1995; BROOKES, 1998; HARRI-SON;VEKEY, 1998; SILVA, 1998b; KRGER,2000).

As juntas empregadas em painis deconcreto subdividem-se em junta aberta edrenada ou junta vedada. A junta aberta e dre-nada adota o mesmo princpio de fachadasrainscreen (ver Captulo 4 - Painis Metlicos),isto , a geometria dos encontros entre pai-nis especialmente desenhada para recolhere drenar a gua da chuva e complementadapor uma barreira fsica dupla.

A junta aberta e drenada obtida atra-vs de sobreposio de bordos horizontaiscomplementada por sulcos verticais onde soposicionadas faixas de neoprene (figura 1) Asfaixas de neoprene (baffle strips) funcionamcomo uma primeira barreira estanque guaque mantm permanentemente protegidauma segunda barreira que confere estanquei-dade ao ar (borracha ou espuma compress-vel). Orifcios de drenagem promovem a eli-minao da gua que eventualmente penetrena junta. No encontro de juntas horizontais everticais, uma membrana impermevel (bor-racha butlica ou manta betuminada) garantea estanqueidade (MARSH, 1977; PCI, 1989;BROOKES, 1998).

Figura 1 - Detalhe de junta aberta e drenada com faixavertical de neoprene (baffle strip).

Os painis devem ser projetados demodo que tubos de drenagem sejam previstose colocados no molde antes da concretagem,para permitir a remoo da umidade que por-ventura aparea na sua face interna devido condensao e/ou penetrao de chuva. Estesdrenos (figura 2) no devem ter menos de 13mm de dimetro interno para prevenir obstru-es, sendo tambm recomendvel projet-los no mnimo 13 mm frente do painel paraevitar o aparecimento de manchas na superf-cie, ou direcion-lo para uma junta horizontal(BROOKES, 1998).

Figura 2 - Detalhes em corte de alternativas de posiesdos tubos de drenagem (a partir de BROOKES, 1998).

As juntas vedadas podem ser obtidaspelo emprego de selantes ou de gaxetas, embarreira simples ou dupla, como recomendadopelos fabricantes nacionais. As juntas com umselante na face externa do painel tm custoinicial baixo. Entretanto, os custos de substi-tuio planejada do selante devem ser consi-derados na avaliao.

Os principais tipos de selantes ( quadro6) para uso em vedao de painis de concre-to so o polissulfeto acrlico (mono ou bi-com-

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ponentes) e o silicone de baixo mdulo deelasticidade (CIRIA, 1992c; DAWSON, 1995; HUTCHINSON et al., 1995; BROOKES, 1998).

Quadro 6 - Caractersticas dos tipos deselantes (a partir de DAWSON, 1995; HUT-CHINSON et al., 1995).

Os polissulfetos acrlicos bi-componen-tes so mais usados porque tm boa capaci-dade de deformao (at 30% da largura dajunta) e oferecem grande capacidade de pene-trao na junta, alm de possuir rapidez decura. Entretanto, quando so utilizadas vriasmisturas de selantes, sua cor pode variar, oque no acontece quando se utiliza o polissul-feto acrlico mono-componente. Este tipo deselante pode ser utilizado em juntas de at 25mm em uma nica aplicao.

O selante de silicone de baixo mdulo elstico, fortemente aderente e, provavelmen-te, o mais durvel entre todos os selantes.Este selante acomoda movimentos de, emmdia, 50% da largura da junta, sendo amaior largura de junta aconselhvel em tornode 25mm (DAWSON, 1995; HUTCHINSON etal., 1995). Uma espuma de polietileno de se-o retangular ou circular (figura 3) deve serusada para evitar a profundidade excessivade selante e para evitar a incompatibilidadede materiais que possam causar descolamen-to do selante (na figura, como exemplo, a fi-bra cermica confere resistncia ao fogo re-gio da junta).

Figura 3 - Espuma de polietileno usada para cor-rigir a profundidade do selante.

O dimensionamento final da junta conduzido a partir da deformao nominalprevista para os painis e da capacidade dedeformao (quadro 6) das juntas (MAF) (HUT-CHINSON et al., 1995).

A largura (W) obtida atravs de

sendo:movimento = alterao dimensional previstaMAF = capacidade de deformao das juntas

e a profundidade (D) determinada atravs de

para selantes elsticos (Quadro 1)

para selantes elastoplsticos

A norma ASTM C1193 (1991) determina,para painis de concreto, os valores mnimose mximos da largura e da profundidade dajunta, conforme apresentados no quadro 7.

Quadro 7 - Dimenses mnimas e mximasda largura e da profundidade da junta para painisde concreto (a partir de ASTM C1193, 1991).

Painis de concreto

Silicone de baixomdulo

Polissulfetomono-compo-nente

Polissulfetobicompo-

nente

Comportamento

elstico

elastoplstico

elastoplstico

Capacidadede

formao

50%

20%

30%

Selante Vidatil

25anos

20anos

20anos

Obs.

cura varia de 2 a 3 semanas

cura lenta(mais de 3

semanas)

cura rpida (1 a 2 dias),

utilizado para juntas largas

Dimenses da junta de vedao

Para larguras at 12,7 mm

Para larguras entre 12,7 mme 25 mmPara larguras de 25 mm a 50 mm

A profundidade pode serigual largura

A profundidade do selantedeve ser a metadeA profundidade no deveultrapassar 12,7 mm.

100movimento+movimentoW =

MAF

D W2

D W2

19

Os selantes das juntas garantem a es-tanqueidade das fachadas, sendo que esta ca-racterstica depende do tipo de polmero, dodetalhamento das juntas e das condies deexposio. Estes polmeros esto suscetveisa fatores de degradao resultantes da combi-nao de efeitos atmosfricos, radiao solar,calor, oxignio, gua e microorganismos, quecontribuem para a diminuio da vida til e dodesempenho das juntas. Portanto, os selantesdas juntas (quadro 6) precisam ser repostoscom o tempo, sendo que a freqncia desubstituio depende do ambiente e dosagentes agressivos atuantes (PCI, 1989; DAW-SON, 1995; CHEW & YI, 1997).

As juntas nunca devem "atravessar"aberturas, e devem estar completamente inse-ridas em uma nica pea de concreto para mi-nimizar os problemas de movimentao dife-rencial entre os elementos e as dificuldadesde selagem (PCI, 1989; SILVA, 1998b; PEREIRA,2001). Embora os fabricantes de vedaescontinuem a usar juntas de selantes, possivel-mente por serem mais fceis de detalhar eexecutar, as juntas de gaxetas podem oferecerum produto de junta mais estvel, particular-mente quando usadas em conjunto com a bar-reira de ar.

A junta de gaxeta mais popular umsistema parecido com o que utilizado em es-quadrias, porm com detalhamento prprio,especificao correta e controle durante a ins-talao local. As gaxetas so elementos com-pressveis que, independentemente do tipo ouforma, devem ser mantidas sob compressoconstante, e protegidas da ao direta das in-tempries por um material de recobrimento.O neoprene largamente utilizado como ga-xeta, pois possui uma excelente estanqueida-de ao vapor de gua, gua, ao ar e a gases(MARSH, 1977; BROOKES, 1998).

2.4.1 - Iamento

O iamento de painis realizado comgruas, enganchadas nos inserts para iamen-to, que so colocados ainda na fase de fabri-

cao, pois sua eficcia diminui sensivelmen-te se eles no estiverem precisamente per-pendiculares e alinhados superfcie do pai-nel. As fixaes dos inserts para iamento sonormalmente ancoragens reforadas ou apa-rafusadas, em forma de elo (figura 4), de anel,uma ala de cabo de ao (figura 5) ou encaixepara gancho. O dispositivo em forma de elo o mais confivel, porm tambm o de maiorcusto. O mtodo mais comum utiliza alas decabo de ao.

Figura 4 - Insert de iamento em forma de elo

Figura 5 - Insert de iamento em ala de cabo de ao.

Os painis de concreto so moldados efreqentemente erguidos na posio horizon-tal. Quando erguidos verticalmente (foto 13),devem ser suspensos por pontos acima docentro de gravidade das peas. Quando ne-cessrio, so usadas plataformas inclinadasno manuseio, para reduzir os esforos na ma-nipulao dos painis nas baixas idades, en-

quanto sua resistncia mecnica ainda pe-quena (REAGO, 1997; BROOKES, 1998).

Foto 13 - Iamento de um painel de concreto em umaconstruo em Estocolmo (foto: Vanessa Gomes).

De acordo com as dimenses do painel,h necessidade de escoramento metlico e degruas provisrias que sustentem os painisat que se execute o seu travamento estru-tura da edificao (foto 14) (PCI, 1989; MEDEI-ROS, 1996).

Foto 14 - Posicionamento de painel utilizando escoras

provisrias (foto: MEDEIROS, 1996).

2.5 Fixao

Mesmo em edifcios com estruturasmetlicas, os painis so preferencialmentefixados na laje de concreto. Quando fixadosapenas na estrutura metlica, corre-se o riscode que sejam impostas s vedaes solicita-es significativas, decorrentes das deforma-

es da estrutura metlica, podendo compro-meter o desempenho global do sub-sistema.

Embora a variao dimensional do pai-nel na fabricao no deva exceder 3mm, asimprecises causadas por desvios na arma-o e na execuo podem ultrapassar 25mm.Essa tolerncia deve ser considerada na esco-lha do mtodo para a fixao, assim comooutras solues, para permitir eventuais mo-vimentos do painel devido a variaes higro-trmicas e deformaes da estrutura princi-pal do edifcio.

Com o objetivo de evitar que a movi-mentao trmica da fachada seja restringidapela estrutura, trabalha-se com apenas duaslinhas horizontais de fixao (CIRIA, 1992c;DAWSON, 1995; BROOKES, 1998):

para impedir a sua movimentao la-teral sob ao de cargas, dois pontos localiza-dos prximos extremidade do painel, comajuste de tolerncia e que podem estar situa-dos na base ou no topo do painel.

dois pontos postos em escoras pr-ni-veladas na laje ou viga, que so responsveispor suportar o peso prprio do painel e car-gas de vento, que podem estar situados nabase ou no topo do painel.

Como conectores, podem-se utilizar pi-nos e/ou cantoneiras, com cuidados especiaispara evitar restrio de movimentaes daestrutura ou dos painis (figura 6). Os painistambm podem ser projetados com bases ho-rizontais de apoio que transmitem a carga dopeso prprio para a estrutura, sendo que aunio entre estas bases e a estrutura (laje deconcreto) feita com argamassa ou grout. Namaioria das vezes utilizam-se cantoneiras notopo e cantoneiras ou pinos na parte inferior,devido maior rapidez na execuo (PCI,1989; BROOKES, 1998).

20

Painis de concreto

Figura 6 - Fixao de painis de concreto.Os parafusos ou pinos da fixao de-

vem ser em ao inoxidvel pela necessidadede resistncia corroso. Entretanto, cuida-dos adicionais so necessrios para isolar ocontato entre metais no similares (ex. o aoinoxidvel da fixao e o ao da estrutura),para evitar a formao de par galvnico. Oisolamento deve ser feito atravs de membra-nas (fitas e/ou arruelas) de material polimri-co (Figuras 7 e 8) (BLANC et al., 1992; DAW-SON, 1995; BROOKES, 1998).

Figura 7 - Isolamento fsico (horizontal) entre metais no similares (DAWSON, 1995).

Figura 8 - Isolamento fsico (vertical) entre metais no similares (DAWSON, 1995).

As fixaes dos painis podem ser fei-tas de trs formas (DAWSON, 1995):

a) fixao no topo do painel: a base ho-rizontal de apoio, localizada no topo do pai-nel, suporta o carregamento do seu peso pr-prio e de cargas do vento. A movimentaotrmica no painel gera movimentaes noplano horizontal e no plano vertical. A base deapoio conectada laje de concreto por uminsert de fixao em cada extremidade do pai-nel. Para prevenir qualquer movimentao en-tre a laje e o painel, uma das extremidades fixada com grout. A fixao na outra extremi-dade permite movimentaes no sentido hori-zontal. Os pontos de fixao na base do painelpermitem as movimentaes verticais, sendoque um deles permite as movimentaes tan-to no plano horizontal quanto no plano verti-cal.A fixao entre painis feita atravs decantoneiras e parafusos que fixam a base ho-rizontal de apoio do painel ao painel superior.

Figura 9 - Sistema de fixao no topo do painel de concreto

A canaleta metlica, situada na laje deconcreto, permite a movimentao horizontaldo painel para o seu posicionamento corretona fachada. Ento, o ajuste obtido pela can-toneira metlica que retirada aps o endu-recimento do grout. Este tipo de fixao, ape-sar de simples, requer que a instalao sejafeita em dois pavimentos, exigindo duasequipes de montagem. As juntas verticais soadjacentes aos painis e as juntas horizontaisso formadas naturalmente pela sobreposi-o do painel superior.

21

A figura 10, abaixo, ilustra uma seqncia de fi-xao deste tipo de sistema

esq. - laje preparada para receber o painel.

dir. - cantoneira fixada canaleta metlica paraajuste correto da posio do painel e painel sendoencaixado no insert.

esq. - parafuso horizontal fixando o painel canto-neira e pequenos ajustes feitos para o alinhamentodo painel.

dir. - guindaste removido aps colocao de groutque fixa o painel na laje de concreto.

esq. - base horizontal de apoio do painel preparadapara receber o painel superior.

dir. - parafusos fixando o painel inferior ao painelsuperior e retirada da cantoneira fixada canaletametlica aps o endurecimento do grout.

b) fixao na base do painel: uma basehorizontal de apoio suporta o peso prprio eas cargas do vento. Nesta configurao, opainel atua sob compresso. Utiliza-se apenasum pavimento para a instalao do painel. Afixao laje de concreto feita por can-toneiras e dois inserts de fixao nas extrem-idades da base do painel (figura 11): apenasuma das extremidades fixada com grout,prevenindo qualquer movimentao entre alaje e o painel. A cantoneira de ajuste dopainel retirada aps o endurecimento dogrout. Na outra extremidade, uma canaletametlica permite o ajuste do painel para o seu posicionamento correto na fachada.Cantoneiras e parafusos situados nas extrem-idades da parte superior do painel so fixados base da viga metlica que recebe a laje dopavimento superior. Estas fixaes aco-modam movimentaes no plano vertical ehorizontal decorrentes de deformaes trmi-cas (figura 11). As dimenses mnimas dasbases horizontais de apoio variam conformeos tipos de conectores (figuras 12 e 13).

Figura 11 - Detalhe do sistema de fixao na base

do painel de concreto.

22

Painis de concreto

Figura 10 - Seqncia de montagem do sistema de fixao no topo do painel.

Figura 12 - Fixao da base horizontal utilizando pinos

(a partir de BROOKES, 1998).

Figura 13 - Fixao da base horizontal utilizando

cantoneiras (a partir de BROOKES, 1998).

A figura 14 abaixo ilustra a seqncia demontagem do sistema de fixao na base dopainel.

esq. - laje preparada para receber o painel.

dir. - cantoneira fixada canaleta metlica para ajuste

correto da posio do painel e painel sendo encaixado

no insert.

esq. - parafuso horizontal fixando o painel cantoneira.

dir. - parafuso fixando a parte superior do painel estrutu-

ra metlica.

esq. - guindaste removido aps colocao de grout

que fixa a base do painel laje de concreto.

dir. - cantoneira e parafuso fixados canaleta metlica

removidos aps o endurecimento do grout.

Figura 14 - Sequncia de montagem do sistema

de fixao na base do painel

23

24

Painis de concreto

c) fixao de painis sem a base horizontal deapoio: uma derivao do primeiro tipo defixao, com o diferencial de utilizar uma can-toneira de fixao em substituio base horizontal de apoio (figura 15).

Figura 15 - Detalhe de fixao de painis sem a base horizontal de apoio. Cantoneiras de fixao so colocadasem dois pontos no topo do painel, para suporte do pesoprprio da pea. A cantoneira tambm possui a funo deajuste correto da posio do painel devido existncia dacanaleta metlica. A fixao entre painis feita por umachapa plana metlica aparafusada, que tem por funoresistir apenas s cargas de vento que poderiam causarrotao do painel ao redor de sua conexo.

A restrio s movimentaes decor-rentes de deformaes trmicas do painel anloga fixao no topo do painel. Uma dascantoneiras de fixao situadas no topo dopainel previne qualquer movimentao entre alaje e a extremidade do painel, enquanto aoposta permite a movimentao no sentidohorizontal. As chapas metlicas, que fixam ospainis aos painis superiores, permitem amovimentao no sentido horizontal, sendoque apenas uma chapa permite a movimen-tao no plano horizontal e vertical.

No caso de fixaes utilizando can-toneiras, podem ser utilizadas fixaes sol-dadas, conexes aparafusadas ou ancoragensexpansivas. As fixaes soldadas so eficientese de fcil ajuste para variaes nas condies decampo. A resistncia da fixao depende dahabilidade do soldador e da compatibilidade domaterial da solda com o metal a ser unido.

As conexes aparafusadas freqentementesimplificam e aceleram a operao de iamento,porque uma conexo da base horizontal de apoio imediatamente executada. O alinhamento e o

ajuste final podem ser feitos posteriormente, semgastar o valioso tempo do guindaste.

sempre desejvel padronizar o tama-nho das fixaes (conectores e parafusos).Com conexes aparafusadas, os parafusos de_ ou de 1 polegada de dimetro so considera-dos como um padro na indstria do concretopr-fabricado. No obstante as exigncias decarga, um parafuso de _ polegada deve ser odimetro mnimo utilizado para toda conexode concreto pr-fabricado (PCI, 1989). Quandoos parafusos so fixados nas lajes de concreto,estas recebem inserts durante a concretagem,normalmente inserts de fixao tipo canaletametlica e parafusos em forma de "T" parauma boa margem de tolerncia (figura 16).

Figura 16 - Perspectiva e corte de insert tipo canaleta eparafuso em forma de "T" (a partir de DAWSON, 1995).

Uma outra forma de garantir o desloca-mento do painel na fixao utilizar um ental-he no conector. A figura 17 ilustra um sistemade painis de concreto suportado pelo topoonde as conexes com entalhe foramutilizadas. Neste caso, o parafuso deve estarapertado de forma a no impedir seu movi-mento dentro do entalhe da conexo. Arruelasde baixa frico (PTFE5 ou nylon) grandes obastante para sobrepor os lados do entalhepermitem a movimentao.

Figura 17 - Detalhe do entalhe na cantoneira utilizado para garantir o deslocamento.

5 - Politetrafluoretileno, polmero com baixo coeficientea de atrito, resistncia s intempries e compresso.

Cantoneira

Parafuso emforma de T

Canaleta metlicapr-inserida na laje

25

Painis de GRC

Captulo 3

26

Paralelamente ao uso de painis pr-fabricados, nota-se uma tendncia, na inds-tria da construo civil, rumo utilizao demateriais reforados com fibras, que possibili-ta a produo de componentes mais leves,com elevado desempenho mecnico e confor-to ambiental.

As fibras, alm de atuarem de modosemelhante ao das barras de ao no concretoarmado, aumentam a capacidade de absorverdeformaes resistncia, trao, flexo eaos impactos. O reforo, aleatoriamente dis-posto ao longo de toda a matriz cimentcia,evita o aparecimento de fissuras e garante oaumento da tenacidade do compsito, pelaampliao da capacidade de suporte de cargada matriz aps a sua fissurao (HANNANT,1978; PROCTOR, 1990; PCI, 1994; MAJUMDAR;LAWS, 1991; BALAGARU; SHAH, 1992).

Um exemplo nessa linha de materiaiscompsitos so os painis de GRC (GlassfibreReinforced Cement), na designao interna-cional6, nos quais fibras de vidro resistentes alcalis (AR) so adicionadas matriz ciment-cia. O GRC pode conter ainda fillers7 , pig-mentos, adies minerais e aditivos.

Os painis cimentcios reforados comfibras de vidro conciliam flexibilidade de pro-jeto com as vantagens da pr-fabricao. OGRC pode substituir materiais tradicionais deconstruo civil em diversas aplicaes, basi-camente sob a forma de argamassas aplica-das in situ ou de componentes pr-fabricados,principalmente pela tendncia ao banimentode elementos em cimento-amianto (MAJUM-DAR, 1975; WEIGLER, 1988). Os componentespr-fabricados utilizam teores de fibras maio-res e encontram aplicao em situaes queexplorem a leveza e facilidade de moldagemdos compsitos de cimento com fibras de vi-dro nas mais diversas formas e sees (TRUE,1985; MARTEN, 1990; GRCA, 1995).

Apesar da diversidade de aplicaespossveis, o emprego mais nobre do GRC naconstruo civil na forma de painis de ve-dao e revestimento de fachadas. Por permi-tir a reproduo fiel do desenho, na cor e natextura originais dos elementos, eles podem

ser utilizados em edifcios novos ou em traba-lhos de restaurao de edifcios histricos, nareconstituio de componentes no mais dis-ponveis no mercado e na reabilitao de es-truturas antigas ou danificadas (PCI, 1994; PCI,1995; PARK, 1996, SILVA, 1998).

Os painis de GRC tm sido utilizadosnos Estados Unidos, Europa e Japo comouma alternativa de vedao capaz de ampliarconsideravelmente o potencial arquitetnicode painis pr-fabricados. A exemplo do ocor-rido em nvel internacional, a introduo dospainis de GRC na indstria da construocivil brasileira possibilitar a oferta de umatecnologia eficiente de vedao, com vanta-gens para projetistas e executores (quadro 8)SILVA et al., 1998).

Atualmente, existe apenas um fabri-cante nacional de painis pr-fabricados deGRC, localizado no estado de So Paulo. A tec-nologia utilizada a projeo manual. Aindano h porm, edificaes brasileiras comesta tecnologia, estando os primeiros casosnacionais ainda em fase de projeto.

Quadro 8 - Vantagens e desvantagensda utilizao dos painis de GRC.

Painis de GRC

Vantagens

Versatilidade de geometrias, dimenses,cores e texturas superficiais.

Aptido incorporao de instalaes ecamadas de isolamento embutidas e fonoab-sorventes.

Pequena espessura e leveza dos painis, pro-

porcionando ganho de rea, alvio de carga

para a estrutura. Equipamentos de transporte

de menor porte e facilidade de montagem.

Propicia graduao do nvel de isolamentotermo-acstico, de acordo com as neces-sidades do projeto.

Razovel resistncia ao fogo e elevadaresistncia mecnica inicial.

Fibras no suscetveis corroso empregan-do cobrimento mnimo (vantagem em relaos fibras metlicas).

6 - Ou CRV (Cimento Reforado com Fibra de Vidro), na designao em portugus (OLIVEIRA; ANTUNES, 2000). Este manual utiliza o acrnimo GRC, consolidado internacionalmente. 7 - Material passante na peneira de malha 0,075mm.

27

As seis fotos abaixo ilustram algumas apli-caes internacionais de painis GRC.

Foto 15 - Gulf Oil Exploration and Production CompanyBuilding, Texas (PCI, s.d.).

Foto 16 - De Anza Corporate Center, Cupertino,Califrnia (PCI, s.d.).

Foto 17 - San Francisco Marriott Hotel,

Califrnia (PCI, 1995).

Foto 18 - Wilshire Palm Office Building, Beverly Hills,

Califrnia (PCI, 1995).

Foto 19 - Fairmont Hotel, San Francisco,

California (PCI, s.d.).

Foto 20 - Fairmont Hotel, San Francisco,

California (PCI, s.d.).

Desvantagens

Fissurao superficial e falta de uniformidadeocasionando prejuzos estticos e favorecen-do a proliferao de microorganismos.

Sensibilidade da fibra de vidro em meiosalcalinos, que reduz a vida til dos painis.

A incompatibilidade qumica entre a matriz decimento e as fibras de vidro impede que oaumento significativo das resistncias mecni-cas, da tenacidade e da capacidade de defor-mao dos compsitos jovens seja mantido aolongo do tempo em ambientes midos.

Empenamento dos painis causado pela difer-ena de temperatura e umidade entre asfaces.

Sensvel perda de gua, pode levar defor-mao irreversvel das peas.

Normalizao em estudo pela ABNT, cujo con-tedo de responsabilidade dos ComitsBrasileiros ABNT/CB-02.

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Os painis de GRC enquadram-se nogrupo de vedaes leves (densidade superfi-cial inferior a 100kg/m_) e normalmente apre-sentam-se na configurao multi-camadas,para utilizao como elementos de fechamen-to interno e externo, sem fins estruturais.

Com base em extensa literatura, visitastcnicas e contatos com fabricantes, este captu-lo apresenta aspectos de produo, de projeto ede montagem dos painis de GRC, assim comoas vantagens da sua utilizao nas vedaes deedifcios com estruturas metlicas.

3.1 Tipos e caractersticas dos painis de GRC

A aplicao de GRC, na produo depainis pr-fabricados para vedaes verticais,foi primeiramente utilizada na Inglaterra, comoextenso de pesquisas realizadas pelo BRE,para o desenvolvimento das fibras de vidrosresistentes a lcalis. (CIRIA, 1992b; BROOKES,1998; HARISON & VEKEY, 1998; BARTH, 2000).

Existem quatro tipos de painis de GRC: painis com geometria simples: um

paramento externo tipo casca. Normalmente, utilizado para vos de at 1m e com espessurade 10 a 15mm.

painis com configurao em san-duche8: o material de isolamento, poliestirenoou poliuretano, incorporado ao painel aindana fase de produo. O inconveniente destesistema so as pontes trmicas intrnsecas unio rgida entre as duas placas do painel.

Os painis com configurao em san-duche9 e os painis com geometria simples(paramento externo) utilizando enrijecedoresincorporados e cantoneiras de fixao aparafu-sadas, foram os primeiros a surgir no mercadointernacional. Os painis com enrijecimentoincorporado so utilizados ainda hoje, pormcom menor freqncia devido consolidao doemprego de painis enrijecidos por uma estrutu-

ra metlica leve, inovao criada na dcada de70 pela indstria americana, que permiteaumentar o tamanho e a liberdade de geometriadas peas (MOLLOY, 1985; SCHULTZ et al., 1987;PCI, 1994; McDOUGLE, 1995; PCI, 1995).

Figura 18 - Painel GRC com enrijecimento incorporado(SILVA, 1998b).

Figura 19 - Painel GRC enrijecido por uma estruturametlica leve (stud frame) (SILVA, 1998b).

A configurao mais utilizada interna-cionalmente um sistema leve multi-camada,enrijecido por uma estrutura metlica leve. Acavidade criada entre os paramentos interno eexterno (foto 21) apropriada para abrigartubulaes e material isolante e fono-absorvente.

Painis de GRC

8 - No mercado nacional, os painis de GRC com configurao em sanduche so inicialmente, a nica alternativa de painis em GRC. A consolidao datecnologia de GRC possibilitar a utilizao de painis de GRC enrijecidos por uma estrutura metlica leve, que possui um custo inicial mais elevado com-parado aos painis sanduche.9 - A configurao sanduche foi experimentada nas pesquisas iniciais de painis GRC e, posteriormente, desaconselhada devido aos empenamentos

rigorosos que podem surgir com a diferena de temperatura e umidade entre as faces do painel.

Foto 21 -Passagem detubulaes nacavidade entreos painis de

revestimento eo paramentointerno (PCI,

1994).

29

Alm de propiciar a graduao do nvelde isolamento termo-acstico de acordo comas condies de exposio, esta caractersticacontribui para a racionalizao dos projetoscomplementares e para o aumento da reatil dos pavimentos, normalmente prejudica-da pela necessidade de maior espessura deparede para oferecer nveis de confortotermo-acstico equivalentes. A figura 20 apre-senta as principais funes dos sub-compo-nentes do sistema (SILVA, 1998b).

1. Face externa, que deve terresistncia a vento e a impacto edeformao compatvel com a daestrutura de enrijecimento,esquadrias e revestimentos aplica-dos, alm de proteger o interior daao da gua e da radiao solar;2. Estrutura enrijecedora, que serve,ainda, de ponte de montagem. Odimensionamento definido pelorigor das condies de exposio epela massa e dimenso dos compo-nentes. Conforme o nvel de isola-mento necessrio, os paramentospodem ser enrijecidos por estruturasindependentes, gerando umadescontinuidade de fluxos de calor eondas sonoras;3. Camadas de isolamento trmico eacstico; barreiras de vapor, em situ-aes com risco de condensaointersticial; e membranas imperme-abilizantes posicionadas entre osparamentos externo e interno;4. Sistema de fixao, que inclui asancoragens de ligao do paramentoexterno ao enrijecimento e os conec-tores do enrijecimento estruturado edifcio;5. Face interna, normalmente emgesso acartonado 6. Juntas preenchidas com selanteselastomricos, que acomodam avariao geomtrica dos compo-nentes e preservam a estanqueidadedos encontros entre componentesou materiais diferentes.

Figura 20 - Sub-componentes do sistema de vedaodos painis de GRC mais utilizados (SILVA, 1998b).

A utilizao de cimento reforado comfibras de vidro confere grande flexibilidade deformas, dimenses, cores e texturas superfici-ais aos componentes. A tixotropia inicialinduzida pelo efeito das fibras na matriz, asso-ciada modalidade da mistura e s carac-tersticas das tecnologias de produo, per-mite a conformao de painis retilneos, cur-vos e peas de canto com raio reduzido ou

mesmo arestas vivas (fotos 22 e 23) (FIP, 1984;BENTUR; MINDESS, 1990; PCI, 1994). A modu-lao adotada no projeto determinada pelonmero de reutilizaes dos moldes, o queinfluencia diretamente o custo final do painel.

Foto 22 - Diferentes formas para painis reforados com fibra de vidro (PCI, 1995).

Foto 23 - Diferentes dimenses para painis reforados com fibra de vidro (PCI, 1995).

As patologias em painis GRC decor-rem do envelhecimento do compsito, quedeixa de suportar as restries impostas sualivre movimentao. O envelhecimento atribudo principalmente a:

a) incompatibilidade qumica entre asfibras e a matriz de cimento. A elevada alcalin-idade das matrizes Portland provoca o ataquehidroxlico das fibras de vidro10 .

b) densificao da matriz resultante dahidratao contnua e carbonatao do cimentoPortland, que aumenta a aderncia das fibras ereduz a sua capacidade de escorregamento emrelao matriz, comprometendo a tenacidade

10- Este mecanismo tem sido gradativamente atenuado pelo desenvolvimento de cimentos compatveis com os diferentes tipos defibras de vidro, inclusive a fibra E.

30

Painis de GRC

do material (MAJUMDAR; LAWS, 1991; PCI,1994; Cem-FIL LTD., 1996; SILVAb, 1998).

Com o envelhecimento, perde-se obenefcio trazido pelo reforo das fibras naresistncia ao impacto e trao na flexo,ambas relacionadas com as condies deexposio do painel. A fissurao decorrenteprejudica a estanqueidade, que por sua vezinfluencia o desempenho termo-acstico e adurabilidade do sistema de vedao.

incompatibilidade fsica do GRCsomam-se falhas de projeto que levam aexcesso de rigidez do conjunto. Especificaode espessura insuficiente, uso de revestimen-tos rgidos, sistemas de fixaes e dimension-amento das juntas. Os ciclos de expanso/con-trao, induzidos por gradientes trmicos entreas partes do GRC e as deformaes entre ospainis e a estrutura da edificao so fatoresimportantes, que devem ser adequadamenteconsiderados no projeto (SILVA, 1998b).

3.2 Aspectos de fabricao e de produo

3.2.1 Processos de produo

O GRC pode ser fabricado pelos proces-sos de pr-mistura, pelas adaptaes doprocesso de produo de plstico reforado oucimento amianto e pelo mtodo de projeo.

Os mtodos de projeo so os maisusuais na confeco de painis. Nestes casos(quadro 9), as fibras so distribudas bidimen-sional e aleatoriamente. Os componentes ger-ados tm o dobro da resistncia mecnica deprodutos similares obtidos por pr-mistura,pois o mtodo no danifica a superfcie dasfibras e distribui bidimensionalmente ummaior volume de fibras mais longas, alm depossibilitar a adoo de menores relaesgua/cimento e garantir o desempenho globalprevisto em projeto (MAJUMDAR; NURSE,1974; HILLS, 1975; HANNANT, 1978; BENTUR;MINDESS, 1990; BROOKES, 1998).

Quadro 9 - Propriedades da projeo direta eindireta.

A projeo pode ser indireta (projeo + suco), deexcelente desempenho, porm a um custo elevado oudireta manual (figura 21) ou spraymix . Em ambos os

processos, antes da projeo, aplica-se uma camada finade pasta, para evitar a exposio das fibras na superfcie

do componente (SILVA, 1998b).

Figura 21 - Esquema em corte do bico utilizado na projeo direta (spray-up).

Mtodos de projeo

Projeo Indireta

Os feixes contnuos de fibras so projetados junta-mente com a matriz contra o molde revestido compapel de filtro, retirando-se o excesso de gua porsuco a vcuo. Teor timo de fibras de 6%.

Feixes contnuos de fibras cortados em comprimen-tos de 10 a 50 mm.

Maior teor de fibras permite desmoldagem imediatae modificao da chapa plana em outras formas variadas.

Automatizao viabiliza produo em srie. Mtodorestrito para a produo de painis com geometriasimples.

Direta manual ou automtica

Os feixes contnuos de fibras e a matriz so lanadosem camadas de 6 a 8 mm por projetores diferentes, juntando-se sobre o molde. As camadasso sucessivamente projetadas at que atinjam aespessura desejada, sendo cada uma compactadamanualmente. Teor de fibras de 3 a 5%.

Feixes contnuos de fibras cortados em comprimen-tos de 38mm.

Como no h suco a vcuo, a relao gua/cimen-to deve ser baixa, entre 0.30 e 0.35, complementandoo compsito com aditivos para a obteno de uma consistncia adequada projeo.

Projeo do compsito pr-misturado: um misturador especial produz um compsito homogneo e com elevado teor de fibras, sem aprisionamento de arou prejuzo da integridade dos filamentos. A alta velocidade de projeo promove o auto-adensamento, dispensando a aplicao de mist coat e os aden-samentos intermedirios (Cem-FIL Ltd., 1994)

31

O processo tradicional de produo depainis GRC baseia-se na projeo e com-pactao manual (fotos 24 e 25).

Foto 24 - Painel sendo produzido

por projeo (PCI, 1995).

Foto 25 - Painel em adensamento

manual (PCI, 1995).

J existem equipamentos para pro-jeo automatizada, que alm de uma consid-ervel reduo do tempo e do nmero deoperrios, propiciam maior controle de uni-formidade do compsito, da distribuio dasfibras, da espessura dos painis e da quali-dade global do componente (BALAGUER etal., 1993; BALAGUER et al., 1995). No entanto,a projeo manual ainda dominante no mer-cado. A seleo do mtodo mais adequado deproduo depende da geometria e do tipodos painis especificados em projeto e tam-bm das tenses geradas nas etapas demanuseio e requeridas na instalao e uso naedificao, sempre tendo em vista a necessi-

dade de atendimento a requisitos e critriosde desempenho previstos.

Na fabricao de painis de grandesdimenses, deve-se utilizar enrijecedores pr-fabricados (estruturas metlicas leves, tubosestruturais ou chapas metlicas) ou nervurasna face interna do painel, obtidas pela pro-jeo de GRC em torno de tiras de poliestireno expandido ou espuma de poliure-tano previamente distribudas (Fotos 26 e 27).Cada um destes sistemas fornece meios para ligao dos painis estrutura do edifcio(SILVA, 1998b).

Foto 26 - Nervuras para enrijecimento de painis planos de GRC (PCI, 1995).

Foto 27 - Nervuras para enrijecimento de painis curvos de GRC (PCI, 1995).

Os elementos de isolamento, enrijeci-mento e ancoragem so posicionados entreos sucessivos ciclos de projeo de compsi-to. Nos painis enrijecidos por estruturametlica leve, a confeco e o posicionamen-to das chapas, que ligam as ancoragens aopainel de GRC (bonding pad13), so feitosmanualmente (Fotos 28 e 29).

12 - O fabricante nacional utiliza os mtodos de pr-mistura e o mtodo de projeo manual direta. A seleo do processo produtivo ideal depende da aplicao do GRCespecificada.13 - Poro suplementar de GRC com rea efetiva mnima de 155 cm2 que cobre a base das ancoragens em "L", soldadas ou aparafusadas estrutura de enrijecimento(PCI, 1994). A rea ideal para a chapa de ligao deve ser definida por ensaios de arrancamento axial ou por cisalhamento de corpos de prova envelhecidos (PCI, 1991).

32

Painis de GRC

Foto 28 - Posicionamento do enrijecimento metlico a painis GRC (PCI, 1995).

Foto 29 - Incorporao do enrijecimento metlico a painis GRC (PCI, 1995).

Aps o adensamento, os painis deGRC devem passar por um processo de cura.Quando se utiliza a cura mida necessriocobrir os painis com um filme de polietilenoe deix-los em cmara de cura por no mnimosete dias (PCI, 1991). Visando diminuir as defi-cincias na cura e o tempo de produo,recomenda-se aplicar emulses polimricasque formam um filme retentor de umidade,ajudando a garantir a hidratao do cimento ea inibir fissurao superficial.

3.2.2 - Formulao e propriedades tpicas de painis de GRC

O quadro 10 indica a dosagem tpicados materiais usados na produo de painisde GRC visando controle da retrao e da vari-ao volumtrica.

Quadro 10 - Formulao tpica de misturas GRCempregadas na produo de painis de fachada(Cem-FIL LTD., 1996).

A melhor dosagem do GRC definidapela necessidade de atendimento a requisitose a critrios de desempenho e pelos proces-sos de fabricao dos painis. A seleo dosmateriais constituintes funo de sua ade-quao tecnologia adotada na produo docomponente e s condies de exposio aque estaro submetidos. De acordo com oproduto final, define-se a utilizao ou no deaditivos redutores de gua, incorporadores dear e aceleradores ou retardadores de pega,pigmentos e adies minerais.

O procedimento de projeo define ascaractersticas dos agregados que devem sercontroladas nas misturas GRC: dimensomxima caracterstica 0,85mm, grosarredondados e teor de finos < 2% (FIP, 1984;BALAGURU; SHAH, 1992; PCI, 1994). Nacamada de acabamento, a dimenso mximacaracterstica do agregado deve ser inferior a10 mm. Adicionalmente, a cor e texturaespecificadas no projeto do painel determi-nam a graduao, a cor e a proporo entrediferentes agregados (PCI, 1994; McDOUGLE,1995).

Para painis de fachada, de modo geral,duas propriedades so particularmente rele-vantes: absoro de gua e retrao porsecagem. A absoro de gua afeta direta-mente a estabilidade dimensional e o peso docomponente. A retrao por secagem provocafissuras, mas inevitvel diante do elevadoconsumo de cimento necessrio para evitar a

Constituintes (por m3)

Cimento

Areia

Plastificantes

Polmeros

Fibras AR

gua

Relao gua/cimento

Projeo(5% fibras)

723,56 kg

723,56 kg

10,20 kg

200,84 kg

100,64 kg

241,19 kg

0,33

Pr-mistura e Moldagem(3% fibras)

60,30 kg

281,53 kg

0,39

723,56 kg

723,56 kg

10,20 kg

200,84 kg

Tecnologia de Produo

33

exposio das fibras e facilitar o bombeamen-to (SILVA, 1998b).

Para um controle maior destas pro-priedades, devem-se adotar medidas dedosagem adequadas, compreendendo (HILLS,1975; HANNANT, 1978; PCI, 1994):

aumento do teor de areia, que diminui aretrao e evita o empenamento irreversv-el dos componentes.

reduo da relao gua/cimento. uso de polmeros na matriz. uso de agregados com granulometria bem

graduada. aditivos plastificantes e redutores de gua

(apenas para o mtodo de projeo). cura a vapor.

O quadro 11 mostra algumas pro-priedades tcnicas dos painis de GRC, deacordo com a tecnologia de produo.

3.2.3 - Acabamentos em painis de GRC

possvel aplicar diversas cores e tex-turas aos componentes em GRC (foto 30). Osacabamentos mais recomendados, empainis de GRC, podem ser obtidos atravsdas seguintes alternativas (CIRIA, 1992b; PCI,1994; PCI, 1995; BROOKES, 1998):

aplicao de textura na superfcie domolde, onde possvel obter alguns detalhese formas com baixo e alto relevo nos painisatravs de elementos adicionais com distintosmateriais preparados sobre o molde.

tratamentos superficiais, onde aremoo da pasta em torno dos agregadospode ser feita quimicamente, utilizando retar-

dadores ou aplicando cido diludo, oumecanicamente, utilizando abrasivos, esco-vas, jato de areia ou polimento resultando emdiferentes graus de exposio. A granulome-tria dos agregados constituintes da misturaempregada determina a textura final doscomponentes.

pigmentao: a cor do painel nor-malmente obtida pela formulao de umamistura de acabamento, pigmentada ou no,ou pela modificao natural da mistura peladeposio de agregados decorativos de dis-tintas cores.

Dentre estas, a alternativa de menorcusto a aplicao de textura na superfcie domolde, com os devidos cuidados para evitar afalta de uniformidade de aspecto e a fissur-ao superficial da pasta de cimento quereveste o painel. A colorao e a texturaespecificadas no projeto do painel determi-nam a graduao, a cor e a proporo entrediferentes agregados. Qualquer variaonesses parmetros altera significativamente auniformidade e a aparncia final do compo-nente, especialmente se o tratamento superfi-cial aplicado utilizar retardadores e jateamen-to com areia.

Propriedades

Resistncia trao na flexo

Resistncia trao ltima

Resistncia compresso

Resistncia ao impacto

Mdulo de elasticidade

Deformao na ruptura

Projeo

20-30MPa

8-11 MPa

50-80MPa

10-25kJ/m2

10-20 GPa

0,6-1,2%

Pr-mistura e moldagem

10-14 MPa

4-7 MPa

40-60 MPa

10-15 kJ/m2

10-20 GPa

0,1-0,2%

Tecnologia de produo

34

Painis de GRC

Foto 30 - Acabamentos superficiais para

painis de GRC (PCI, 1995).

Os pigmentos devem ser estveis sobalta temperatura e radiao ultravioleta,resistentes a meios alcalinos e inofensivos, pega do cimento, resistncia do GRC e dacamada de acabamento (ASTM C979/1993).Especificamente na confeco de painis defachada, no se deve utilizar pigmentosescuros devido ao aumento da absoro daradiao solar. Alm disso, quanto mais escu-ra a colorao, maior ser a variao de tonal-idade (PCI, 1994).

H ainda, como alternativa de acaba-mento, o uso de materiais de revestimentocomo placas de granito, terracota e cermica.Entretanto, o uso destes materiais comopadres de acabamento implica no empregode barreiras de aderncia elementos quepermitam a movimentao independente dopainel e das placas e de ancoragensflexveis que minimizem as tenses geradasno GRC devido movimentao diferencial derevestimentos (PCI, 1991; PCI, 1994).

Diferenas notveis entre o comporta-mento do revestimento e do painel emrelao retrao, absoro de umidade ecoeficiente de dilatao trmica, certamenteresultaro em deformaes ou tenses ele-

vadas, que freqentemente superam aresistncia trao do compsito envelheci-do. A restrio exercida por revestimentocermico, por exemplo, chega a 23 MPa, que cerca de trs vezes a resistncia trao lti-ma do GRC envelhecido (PCI, 1994;McDOUGLE, 1995).

A complexidade do perfil geomtrico ea incorporao de revestimentos mais rgidosno representariam maiores problemas casoo compsito mantivesse a sua elevadaresistncia mecnica inicial. No entanto, oque se observou nos compsitos produzidosat a metade da dcada de 90 foi uma reduosignificativa de resistncia, que obriga aadoo de resistncia de projeto muito inferi-or resistncia inicial (em torno de 6 MPa, naflexo).

J existem avanos na formulao dasmatrizes para solucionar a questo do envelhecimento. Quanto s tenses diferenci-ais entre o revestimento e o painel, Silva(SILVA 1998b) recomenda expressamente que,para o estado atual de conhecimento da tec-nologia, no clima brasileiro, somente sejamempregados painis integralmente pigmenta-dos ou recobertos por misturas de acabamen-to com composio semelhante do GRC14 ecom absoro de gua e dimenso mximacaractersticas dos agregados controlados. Osprojetistas devem, portanto, explorar a gamade possibilidades oferecidas por painis dedimenses realistas, pigmentados e/ou comagregado exposto ou outro acabamentosuperficial do prprio painel.

3.3 Aspectos de projeto e de construo

3.3.1 Geometria e Modulao

Para garantir o desempenho estruturaldo painel, o seu dimensionamento funodas solicitaes mecnicas e fsicas a eleimpostas durante o manuseio e utilizao(cargas de vento, esforos no iamento,impacto, peso prprio etc), bem como das

14 - As tenses de trao na flexo, medidas para as misturas de acabamento testadas por PFEIFER et al. (1992), foram de aproximadamente 12 MPa.

35

deformaes admissveis causadas por ten-ses internas e por dilatao trmica.

As principais diretrizes que orientam oprojeto de painis GRC podem ser reunidasem torno de dois princpios bsicos: a) dimen-sionar o painel de modo que as tenses sejamsempre mantidas abaixo do limite elstico docompsito e b) permitir que a camada GRCmovimente-se livremente em resposta salteraes ambientais (SILVA, 1998b).Modificaes da formulao das matrizesvisando controlar essa movimentao e osmecanismos de envelhecimento, detectadosnos compsitos base de cimento Portland,esto sendo estudadas, com aparente suces-so para climas mais frios. Ainda no h dadosdestes estudos para o clima brasileiro.

Devido rapidez e magnitude dasdeformaes higrotrmicas sofridas pelospainis, o projeto deve buscar formas de min-imizar as restries internas, causadas pelageometria dos painis e pela utilizao demateriais de acabamento incompatveis e asrestries externas, provocadas pela rigidezdas ancoragens de ligao entre o painel e oenrijecimento metlico, ou pela incapacidadedas fixaes de acomodarem a movimen-tao diferencial entre o painel e a estruturado edifcio (CIRIA, 1992b; BROOKES, 1998).

As caractersticas geomtricas dospainis definem a complexidade dos moldes etm reflexos importantes no dimensionamen-to do GRC e no projeto do sistema de fixao.

Quando a geometria complexa, opeso prprio do painel raramente gera ten-ses de compresso pura (SCHULTZ et al.,1987; PCI, 1994). Relevos profundos criamregies de flexo no GRC (figura 22, situao2) e precisam ser reforados adequadamente(OESTERLE et al., 1990). Em painis de perfilcomplexo, as ancoragens de ligao tornam-se mais longas e lateralmente instveis sob aao do vento (figura 22, situao 1).Ancoragens muito curtas, por outro lado, ten-dem a restringir a movimentao e criar ten-

ses de flexo no GRC (figura 22, situao 4).A geometria do painel pode, ainda, criar reasparcialmente sombreadas ou protegidas daincidncia direta da chuva (figura 22, situao3), que originaro tenses diferenciais no GRC(SILVA, 1998b).

Normalmente, so utilizados painis dedimenses de 1,5m a 3m de altura por 2m a6m de comprimento, para espessuras entre13mm e 20mm. A densidade superficial doscomponentes varia de 50 a 120kg/m2, depen-dendo da forma, da dimenso e do tipo deacabamento. A espessura da camada de GRCno deve ser inferior a 13mm, devido ao riscode exposio de fibras e heterogeneidadeinerente ao processo de projeo, que podegerar pontos com espessura inferior especi-ficada (SCHULTZ, et. al., 1987; PCI, 1994;McDOUGLE, 1995).

Figura 22 - Influncia da geometria dos painis sobre anatureza das tenses atuando na camada de GRC

(SILVA, 1998b).

A versatilidade de geometria e sees(foto 31) pode ser explorada para criar recuosdo plano das esquadrias, um recurso de som-breamento horizontal e vertical que contribuina reduo do ganho de calor por incidnciasolar direta sem prejuzo da ventilao e ilu-minao naturais (fotos 32 e 33) (PCI, 1995;SILVA, 1998b). A modulao dos painis deveser orientada para a maximizao doreaproveitamento dos moldes.

36

Foto 31 - Flexibilidade de projeto: os painis de cimentoreforado com fibras de vidro admitem diversas formas,

cores, texturas e acabamentos (PCI, 1995).

Foto 32 - Painel com esquadria recuadaem relao ao plano da fachada

(PCI, 1995).

Foto 33 - Colocao de painel com esquadria recuada em relao ao plano da fachada

(PCI, 1995).

O posicionamento das aberturas nafachada interfere na modulao dos painis ena colocao das juntas de dilatao e even-tuais juntas falsas. As juntas falsas so uti-lizadas como elementos de linguagemarquitetnica e podem destacar ou dissimulara paginao bem como diminuir o impactovisual devido ao tamanho dos painis. sem-pre prefervel trabalhar com aberturasmenores e completamente envolvidas peloGRC (figura 23 a). No caso de grandes vos, area de GRC deve ser dividida em panosmenores, priorizando a continuidade das jun-tas horizontais (figura 23 b) (PCI, 1994; SILVA,1998b; BARTH, 2000).

Figura 23 - Dimenses e aberturas em relao modulao dos painis em GRC (SILVA, 1998b).

3.3.2 - Juntas

As tcnicas e princpios de vedao dejuntas, em componentes e painis de GRC,so similares aos apresentados para painisde concreto que possuem um papel impor-tante no desempenho global da vedao ver-tical (vide captulo 2). O projeto das juntas irdeterminar o seu dimensionamento e a neces-sidade de barreiras intermedirias, demaneira a garantir a adequao s classes desegurana contra o fogo, estanqueidade e iso-lamento termo-acstico desejadas.

Entretanto, diferentemente dos painisde concreto, as juntas com selantes elsticosso as mais utilizadas, podendo ser em sili-cone de baixo mdulo, polissulfeto mono e bi-componente, e poliuretano mono e bi-compo-nente. Alm do cessante propriamente dito, osistema de selagem de juntas composto

Painis de GRC

37

pelo material de enchimento e de acordo comas caractersticas do cessante e das superf-cies, um fremir para melhorar a aderncia egarantir o desempenho previsto da vedao(ASTM C1193, 1991; PCI, 1994; CIRIA, 1992b;HUTCHINSON ect al., 1995; BROOKES, 1998).

Nos painis de GRC, ainda sonecessrias abas laterais em GRC com 38 mma 50 mm, para permitir a aplicao do selantenas juntas e, tambm, servir de reforo perime-tral dos painis (figuras 24, 25 e 26) (PCI, 1994;PCI, 1995).

Figura 24 - Detalhes tpicos de juntas entre painis: (a)junta de canto do painel; (b) junta entre painis

(a partir de PCI, 1994).

A garantia da estanqueidade ao ar e gua dada pela qualidade da vedao das jun-tas. Em situaes crticas de exposio, pos-svel a utilizao de juntas duplas que exigemabas laterais maiores em GRC (figura 25), ouainda a utilizao de painis com salincias aolongo das juntas verticais, que ajudam a inter-ceptar o fluxo de gua antes que esta chegue superfcie da junta (figura 26) (SILVA, 1998)

Figura 25 - Sistema de selagem de juntas duplas (SILVA, 1998b).

Figura 26 - Salincia na borda do painel para interceptaro fluxo da gua da chuva (SILVA, 1998b).

As juntas abertas de drenagem no soutilizadas, devido ao excesso de rigidez e difi-culdade de execuo de extremidades comsulcos de drenagem e inconvenincia deembutir das faixas de neoprene utilizadaspara preenchimento de juntas (BROOKES,1998).

Deve-se utilizar, no dimensionamentodas juntas, valores conservadores para o coe-ficiente de dilatao trmica do GRC e para aamplitude trmica experimentada pela facha-da, cuja temperatura superficial pode ser de11C a 45C, superior do ar exterior (PCI,1994). O emprego de painis escuros torna-se,no Brasil, definitivamente desaconselhvel,pois estes absorvem maior parcela da radi-ao solar e a camada de isolamento impedea dissipao do calor em direo face inter-na, aumentando ainda mais a temperaturasuperficial e os problemas a ela relacionados(SILVA, 1998b).

O dimensionamento sugerido pelo PCI(1994) adota a recomendao da ASTM C719,que determina que os selantes devem aco-modar deformaes de 25% da largura orig-inal da junta. A equao utilizada para odimensionamento da largura e da profundi-dade das juntas de selantes a mesma parapainis de concreto, que tambm depende dotipo de movimento que atua na junta e dacapacidade de deformao elstica do materi-al utilizado (quadro 12).

38

Quadro 12 - Caractersticas dos selantes(a partir de DAWSON, 1995; HUTCHINSON etal., 1995).

Nos casos em que o dimensionamentoresultar em juntas muito largas, que con-sumam quantidades excessivas de selante -trazendo dificuldades no processo de"endurecimento" - ou que comprometam oresultado esttico da fachada, deve-se optarpor um selante com maior capacidade dedeformao.

3.3.3 - Montagem

O aumento significativo da resistnciamecnica inicial, decorrente da adio defibras de vidro, fundamental para evitarquebras e danos superficiais durante o manu-seio e instalao dos painis, que podemcomprometer a segurana, estanqueidade edurabilidade do painel. A estas caractersticassoma-se a no suscetibilidade das fibras aoataque de agentes agressivos do meio, garan-tindo a durabilidade da vedao.

A densidade superficial dos compo-nentes em GRC significativamente inferior de painis similares em concreto, reduzindo aimposio de cargas permanentes, sees deelementos de fundao, porte dos equipa-mentos e custos unitrios de transporte (BEN-NETT Jr., 1988). De forma semelhante aospainis de concreto, o fechamento em painisde GRC caracteriza-se por acoplamentomecnico.

3.3.4 - Fixao

As alternativas de fixao (pinos e/oucantoneiras), empregadas para os painis deGRC, podem ser adaptadas a partir daquelas

usadas para os painis de concreto, com ocuidado de no restringir os movimentos naturais do painel. Ao resistir s cargas devento, as fixaes devem permitir que osdeslocamentos do edifcio e do painel (hori-zontal/vertical e rotacional) ocorram livre-mente (figuras 27 e 28).

Figura 27 - Fixao no GRC com conector com entalhe eancoragem cnica (CIRIA, 1992a, BROOKES, 1998).

Figura 28 - Fixao no GRC com bucha de borracha eancoragem com pino cruzado (CIRIA, 1992a; BROOKES, 1998)

As cargas transmitidas atravs das fixa-es devem ser transferidas a uma rea sufi-cientemente grande de GRC, para evitar con-centrao de tenses. Por exemplo, as fixa-es inseridas devem ser chumbadas numarea de GRC de boa qualidade com uma lar-gura mnima de 12 vezes o dimetro do para-fuso, observando a distncia mnima de 6 ve-zes o dimetro do parafuso entre o centro domesmo e a face do painel.

Painis de GRC

Selante

Silicone debaixo mdulo

Polissulfetomono-componente

Polissulfeto bi-componente

Comportamento

elstico

elastoplstico

elastoplstico

Capacidadedeformao

50%

20%

30%

Vida til

25 anos

20 anos

20 anos

Obs.

cura varia de 2 a 3semanas

cura lenta (mais de3 semanas)

cura rpida (1 a 2dias) utilizado para

juntas largas

39

Os sistemas de fixao utilizados empainis de GRC so determinados pelo tipo depainel utilizado. Em sua verso mais comum,os painis de GRC so entregues nas obrasenrijecidos por uma estrutura metlica, quepromove a fixao dos painis estrutura doedifcio e ainda serve de suporte para a apli-cao dos elementos de acabamento interno epara os caixilhos das esquadrias (fotos 34 e 35).

Foto 34 - Enrijecimento metlico leve em painel em GRC (PCI, 1994).

Foto 35 - Painel em GRC com enrijecimento metlico leve (PCI, 1994).

O sistema de enrijecimento e fixao,responsvel por garantir a estabilidade estru-tural dos painis, constitudo por: a) ancora-gens flexveis que ligam o painel ao enrijeci-mento metlico e transmitem a carga devento e o peso prprio do painel, b) conec-tores de apoio que suportam o peso prprio ec) conectores de apoio para a restrio lateral

(Figura 29) (CIRIA, 1992b; PCI, 1994; SILVA,1998b; BARTH, 2000). A ligao do GRC aoenrijecimento deve ser feita homogenea-mente, de forma a evitar restrio excessiva movimentao higrotrmica do material. Osbalanos nas bordas e abas laterais "L" devemser inferiores a 30cm. As esquadrias devemser fixadas ao sistema de enrijecimento enunca ao GRC (SILVA, 1998b).

A fixao de painis GRC enrijecidos poruma estrutura metlica leve feita atravs decantoneiras e/ou pinos aparafusados estrutu-ra do edifcio que devem permitir movimen-taes decorrentes de deformaes higrotr-micas e estruturais. Para mant-los em situ-ao de compresso, as fixaes que recebemo peso prprio dos componentes localizam-seprximas base do painel, sendo as fixaesno topo destinadas apenas ao posicionamentoe restrio lateral. No se deve utilizar linhasintermedirias de fixao na vertical (figura 29)(PCI, 1994; BROOKES, 1998).

Figura 29 - Esquema tpico de ancoragens de fixao empainis de GRC enrijecidos por uma estrutura metlica

leve (a partir de PCI, 1994).

O peso do GRC , ento, suportado pordois perfis que transferem este peso para osconectores (cantoneira ou pino) na base dopainel. Estes perfis, mais pesados, tm rigidezsuficiente para suportar o peso do painel eainda flexibilidade para permitir deslocamen-tos horizontais. Os outros perfis, mais leves,resistem s cargas de vento transmitidasatravs do painel, alm de permitiremabsoro de movimentos verticais e horizon-

40

tais devido s variaes trmicas e de umi-dade na placa de GRC. A placa de GRC fixa-da a intervalos regulares, a cada 600mm, masos outros elementos de GRC no tm os tiposde fixao e os intervalos entre fixaespadronizados (CIRIA, 1992a; SILVA, 1998b).

J os painis de GRC com enrijecedo-res incorporados so aparafusados estrutu-ra da edificao por quatro pontos de fixao(figura 30):

dois pontos posicionados junto basepara suportar o peso prprio do painel, sendoque um deles fixo e serve como refernciade locao e

dois pontos que contribuem para a es-tabilidade lateral e resistncia carga de ven-to que permitem deslocamento horizontal evertical.

Todos os pontos devem permitir ajustena direo perpendicular ao plano do painel.As buchas devem ser fixadas no GRC emlocais prprios, com adequada distribuio defibras, deixando uma salincia para evitardanos no aperto dos parafusos e chum-badores (CIRIA, 1992b; GRCA, 1995). recomendado chanfrar as arestas para evitarfixaes muito prximas das bordas dospainis (SILVA, 1998b).

Painis de GRC

41

Painis metlicos

Captulo 4

42

Uma outra alternativa de vedao pr-fabricada, largamente utilizada no exteriorpara vedao de edifcios altos e de elevadopadro residencial, comercial e industrial opainel metlico, principalmente o painel san-duche de ao ou de alumnio. No Brasil, en-tretanto, a utilizao de painis metlicoscomo elemento de vedao ainda est restritaa edifcios industriais e menos freqentemen-te, comerciais.

Este tipo de vedao encaixa-se no gru-po das fachadas leves15, sendo um sistemausualmente multi-camada e que praticamenteno intervm na estabilidade estrutural daedificao, sendo ento suportado pela estru-tura de armao, geralmente metlica, que apoiada na estrutura principal (LNEC, 1974;HARRISON; VEKEY, 1998).

Os painis so compostos por lminasmetlicas, isolamento trmico e revestimentointerno, em configurao sanduche ou inte-grada. Geralmente, utilizam-se painis de lar-gura padro, aparafusados para se obter umasimples montagem. As chapas de ao so asmais utilizadas, devido ao seu menor custo,protegidas por uma cobertura orgnica (PVC)ou pintura base de fluorpolmeros. As fotos36, 37 e 38 trazem edificaes com vedaoexterna em painis metlicos.

Foto 36 - Edifcio residencial, Frana

(HAIRONVILLE, 1999).

Foto 37 - Fairview Lakes Regional Medical Center

(HAIRONVILLE, 1999).

Foto 38 - Lufthansa Jumbo, Hamburgo Alemanha

(HAIRONVILLE, 1999).

4.1 - Aspectos de fabricao

Os painis metlicos dividem-se basica-mente, em dois grupos: painis perfilados epainis compsitos (ou sanduche).

Os painis perfilados so componentesde chapa perfilada montados sobre perfis me-tlicos e preenchidos por uma face de acaba-mento interno. Geralmente as lminas metli-cas so em alumnio ou em ao galvanizado (fi-gura 31).

Painis metlicos

15 - Ao menos a face externa da vedao tem densidade superficial inferior a 100kg/m_.

43

Figura 31 - Exemplo de configurao de painis metli-

cos perfilados (a partir de SILVA, 1999).

Os painis metlicos perfilados so ge-ralmente empregados em edificaes maisbaixas. Recomenda-se a sua utilizao comoelemento de vedao externa apenas acimade 1,5 m do nvel da rua. O sistema no aten-de ao nvel de resistncia de impacto requeri-do para alturas inferiores (CIRIAa, 1992; BROO-KES, 1998; HARRISON; VEKEY, 1998).

As chapas em ao ou alumnio tm de3 a 6 mm de espessura, largura de at 1,2 me comprimento de at 20 m. As chapas met-licas so cortadas e soldadas de modo a for-mar arestas de acabamento, que posterior-mente recebem enrijecedores pelo lado inter-no do painel (foto 39). A rigidez do painel de-pende da espessura da chapa e da quantida-de (e espaamento) de enrijecedores (BLANCet al., 1993; BROOKES, 1998; HARRISON; VE-KEY, 1998).

Foto 39 - Painis perfilados com enrijecedores

na face interna (BROOKES, 1998).

Este tipo de painel suportado por umaestrutura de armao e seu isolamento ge-ralmente colocado no local. A parte interna davedao acabada com outra lmina metlicaou algum outro tipo de acabamento interno,como por exemplo, painis de gesso acarto-nado.

Na fabricao, a espessura da chapa determinante para evitar ondulaes na su-perfcie e assegurar que a chapa seja perfeita-mente plana. As chapas so cortadas aps re-ceber o acabamento e todo o processo de fa-bricao deve ser preciso, a ponto de evitarproblemas de aparncia e corroso (BLANC etal., 1993; BROOKES, 1998).

Os painis compsitos ou painis san-duches so formados por duas chapas met-licas apoiadas separadamente e vinculadasentre si atravs de um material leve, geral-mente um isolante termo-acstico. O espaa-mento entre as lminas determina o nvel deisolamento termo-acstico e a rigidez do con-junto final, que atinge resistncia maior queos painis perfilados (figura 32). A possibilida-de de fabricao desses painis com o mate-rial de isolamento incorporado possibilita aesses painis uma melhor exposio a altastemperaturas (BLANC et al., 1993; BROOKES,1998; HARRISON; VEKEY, 1998).

Figura 32 - Painis metlicos

compsitos (FINESTRA 19972).

Atualmente, os painis compsitos soos de maior utilizao na construo civil,

16 - Imagem originalmente publicada em Painis arquitetnicos para fechamento de fachadas. Seo Tecnologia.Revista Finestra Brasil, ano 3, n. 10, pp. 102-107, 1997.

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pois podem ser utilizados em edifcios altos ecom padres arquitetnicos sofisticados. Di-ferentes tipos e espessuras de lminas e es-pumas podem ser utilizados como material deisolamento, dependendo da rigidez e do de-sempenho termo-acstico requeridos. Os ma-teriais de isolamento utilizados (SATO, 1988a,BROOKES, 1998) so normalmente:

l mineral fibras inorgnicas (l de vidro, rocha, carbono ou cermicas).

colmia de papel. lminas de poliestireno e espuma de poliuretano.

As lminas de poliestireno3 possuemmenor custo em relao espuma de poliure-tano. Entretanto, o polissocianureto4 (versomodificada do poliuretano) possui melhorisolamento e mais fcil de se fabricar, almde sua melhor resistncia ao fogo e rigidez.Essencialmente, este grupo subdivide-se empainis com espuma de poliuretano e painislaminados por presso ou por rolos, ambosproduzidos por processo contnuo ou em lo-tes (BROOKES, 1998).

Os painis com espuma de poliuretano(ou de polissocianureto) podem receber a es-puma durante a produo dos painis atravsde processo contnuo (foto 40) ou da aplica-o de espuma na horizontal (foto 41) ou navertical (foto 42).

O processo contnuo de produo omais econmico, alm de possibilitar a liga-o do material de isolamento com as chapasmetlicas. O controle de qualidade na produ-o contnua deve ser rgido, com verificaode temperatura, umidade, densidade e pesodas camadas de espuma para manter a com-presso entre as lminas metlicas, j que ri-gidez global dos painis dada pela adesoentre as camadas (BLANC et al., 1993; BROO-KES, 1998).

Na produo horizontal, as dimensesdos painis dependem apenas do meio de

transporte, do mtodo de fixao e da confi-gurao. Portanto, a altura dos painis podeser de at 30 m e a largura dos painis de aopode ser de at 1,3 m, e dos painis de alum-nio de at 1,5 m. J os painis produzidos porinjeo vertical de espuma so limitados a 0,6m de altura para o controle da densidade deespuma. Os produtos hidrofugantes so ne-cessrios para assegurar o fechamento dopainel e manter a qualidade da espuma(BROOKES, 1998).

Foto 40 - Aplicao de espuma contnua

(BROOKES, 1998).

Foto 41 - Aplicao de espuma na horizontal

(BROOKES, 1998).

Painis metlicos

17 - O poliestireno um produto termoplstico com estrutura de clulas fechadas obtido por expanso do estireno polimerizado com capacidade de isolamentotrmico (SATO, 1988b).18 - O polissocianureto um material termo-acstico, incombustvel e autoportante que obtido pelo tratamento de esp