TecnologiA DE ASSENTAMENTO DE FACHADAS, projeto e ensaios

                                                 tecnológicos para inserts metálicos

 

Júlio César de Souza1 e Belarmino Barbosa Lira1

 

1Engº de Minas, DSc. - Depto Engª de Minas/Centro de Tecnologia e Geociências/ UFPE – Av. Prof. Maraes Rêgo, 1235 – Cidade Universitária – 50.670-901 – E-mail: jcsouza@npd.ufpe.br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EXEMPLOS DE APLICAÇÃO  EM PRÉDIOS

 

 

 

 

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RESUMO

 

O presente trabalho foi elaborado com vistas a apresentar de forma muito objetiva os principais conceitos e características do sistema de aplicação de rochas ornamentais em fachadas de prédios através da tecnologia de fixação com utilização de inserts metálicos.

 

Os objetivos básicos do trabalho são comentar e oferecer informação essencial sobre:

 

- O sistema de fixação por inserts metálicos esclarecendo os conceitos, definições e características do mesmo.

 

- Especificação dos materiais utilizados para aplicação do revestimento.

 

- Apresentação de alguns tipos de inserts metálicos existentes no mercado.

 

- Resistências mecânicas dos inserts metálicos frente a solicitações de carga.

 

- Orientação aos participantes sobre as principais características do sistema de fixação de placas de rochas ornamentais através de inserts metálicos.

 

 

INTRODUÇÃO

 

A fixação de mármores e granitos com inserts metálicos surgiu da necessidade de melhoria nas condições de segurança, qualidade no assentamento das peças, proporcionar maior conforto térmico e garantir maior agilidade em revestimentos externos de fachadas.

 

As primeiras obras executadas com esse sistema surgiram na Europa e nos Estados Unidos da América a mais de 40 anos tendo surgido no Brasil a cerca de 15 anos. Desta época até os nossos tempos este sistema tem sido difundido por todo o mundo e as técnicas foram evoluindo com o desenvolvimento da tecnologia de fixação e metodologia de aplicação.

 

Existem duas metodologias básicas para a realização da fixação de placas de rochas ornamentais em fachadas com inserts metálicos:

 

-          Aplicação individual das placas ao prédio, com elementos de fixação para todas as unidades utilizadas na fachada (sistema europeu),

-          Confecção de painéis onde as placas individuais são fixadas individualmente e posterior aplicação dos painéis à estrutura do prédio (sistema americano).

 

Entre as características do sistema de fixação por inserts metálicos pode-se citar:

 

-          Rapidez na montagem das placas.

-          Evita-se as manchas nas placas ocasionadas pela cal e pela umidade.

-          Dispensa o uso de salpique sendo a prumada corrigida com a regulagem dos inserts.

-          Maior segurança em termos de fixação e aderência a estrutura do prédio.

-          Juntas bitoladas.

-          Dispensa colocação de escoramento nas placas no assentamento, bem como a mão-de-obra do carpinteiro.

 

Devido a essas características do sistema de fixação por inserts metálicos é consenso no setor que esse sistema substituirá por definitivo o método tradicional de assentamento de mármores e granitos em fachadas através de argamassa.

 

 

 GENERALIDADES

 

Paginação

 

O projeto de paginação refere-se ao desenvolvimento das plantas, cortes e elevações com cotas para execução e fabricação das placas de rochas ornamentais, detalhamento das junções de granito com granito, granito com caixilho, etc.

 

O projeto de paginação é o início do processo fixação das placas de mármore e granito com inserts metálicos e objetiva a definição do tamanho das placas e também o tipo e tamanho dos inserts metálicos necessários a sua fixação na fachada.

 

Para realização da paginação é preciso ter-se cotas horizontais e verticais em função dos eixos topográficos, prumadas, contramarco e pontos de nível.

 

Para definir-se as medidas das placas deve-se levar em consideração os seguintes aspectos:

- afastamento médio dos inserts metálicos de 7 cm até o centro pino (interno 6 cm e total pronto 8 cm).

- espaço para rejuntamento de mais ou menos 5 mm.

- tipo de concordância de cantos das placas.

 

É necessária a elaboração de uma planilhas com a setorização (por letras ou números),

 

numeração das placas, quantidade, dimensões, detalhamento do corte, furações e/ou rasgos das placas de granito ou mármore.

 

Inserts Metálicos

 

Os inserts metálicos são peças fabricadas em aço inoxidável AISI-304 que possuem formas variadas para atender a cada necessidade ou situação de aplicação de placas de rochas ornamentais.

 


A Figura 1 abaixo apresenta um conjunto de inserts metálicos e acessórios desenvolvidos por empresa nacional fabricante desse tipo de sistema de fixação.

 


A espessura das peças variam de 2 mm, 3 mm e 4 mm.

 

O diâmetro dos pinos é de 4 mm.

 

Os furos para fixação dos chumbadores tem diâmetro de 3/8. O parabolt é fixado na estrutura do prédio através de furadeira manual.

 

Cada peça possui uma identificação com letras conforme sua aplicação ou formato. A codificação das peças apresentadas na Figura 1 é a seguinte:

 

G:

gancho

GL:

gancho lateral

LD:

lateral duplo

LS:

lateral simples

LT:

lateral transversal (60 mm)

LT 2:

lateral transversal (80 mm)

LT 4:

lateral transversal (100 mm)

GT:

gancho terminal

C:

cantoneira (60 x 45)

Cm:

cantoneira média (70 x 80)

Cg:

cantoneira grande (90 x 110)

 

 

O sistema de fixação por inserts metálicos deverá vencer um afastamento ideal de 8 cm, podendo corrigir um desprumo estimado de mais ou menos 3 cm, isto é, o afastamento poderá variar de 7 a 10 cm da parede da fachada.

 

Deverá ser previsto peças metálicas especiais para a correção de prumadas superiores ao estimado.

 

A seleção de material adequado a fabricação dos inserts metálicos deve considerar os princípios básicos da segurança e qualidade, bem como a questão da trabalhabilidade e conformação do material além de aspectos técnicos de corrosão e composição química.

 

Faz-se o cálculo das juntas afim de diminuir o tamanho das pedras. Por exemplo, com uma fachada de 10 m lineares, pode-se  dividir o comprimento em 20 pedras tendo-se então 19 juntas. Esse espaço entre as pedras será de 0,05 m ou seja (19 x 0,05) de 0,95 m. O tamanho das placas será então de 10 - 0,95 = 9,05 m / 20 = 0,452 m.

 

Medição

 

Define-se como medição o levantamento “in loco” das cotas horizontais e verticais em função dos eixos topográficos, prumadas, contramarco e pontos de níveis fixados pela obra.

 

O processo de medição é de alta relevância no projeto do sistema de fixação por inserts metálicos e deve ser realizado por pessoal técnico especializado visando garantir a exatidão das medidas que servirão de referência para a definição das ordens de corte das placas e na determinação do número e tipo de inserts metálicos utilizados.

 

Fixação

 

A fixação das placas de rocha ornamental na estrutura do prédio a ser revestido é feita através de dois elementos:

- para paredes de concreto: parabolt 3/8”.

- para parede de tijolo maciço: parabolt 3/8” com camisa.

 

Esses chumbadores de expansão servem para ancoramento dos inserts metálicos que serão engastados às placas de granito ou mármore através de furos ou rasgos (Figura 2).

Figura 2 – Forma de aplicação dos chumbadores à estrutura do prédio

 

 

Rejuntamento

 

Após a limpeza das juntas introduz-se um cordão de polietileno de contenção (8 mm), aplica-se uma fita crepe nas arestas das placas de granito ou mármore, aplicando-se em seguida a calafetagem com silicone neutro.

 

 

O rejuntamento tem um efeito mais estético do propriamente técnico. Técnicamente o uso de rejuntamento nas juntas impõe uma pressão adicional sobre as placas devido ao empuxo do vento, neutraliza em parte as vantagens do isolamento térmico e acústico que o sistema oferece e importa em maiores custos na colocação (+ 25% em média).

 

Estéticamente é aconselhável a utilização de juntas preenchidas até o 2º piso pois a partir desse pavimento as mesmas tornam-se imperceptíveis a olho desarmado. Eventualmente pode-se proceder também ao preenchimento das juntas das viradas e pingadeiras das sacadas. As juntas do peitoril pode ser preenchida com o rejunte normal da obra.

 

Os materiais utilizados para o rejuntamento são os seguintes:

 

a) Silicone neutro

 

Cor: varia em função da cor da pedra mas recomenda-se a utilização de silicone incolor por esta ser compatível  com a maioria dos granitos e mármores.

Consumo: aproximadamente 1 tubo (300 ml) para cada 9 m lineares de revestimento.

Instrumento de aplicação: aplicador manual de silicone para tubos de 300 ml.

 

b) Cordão de polietileno (espuma)

 

Consumo: 1,0 m/m de junta.

Especificação: referência Tarucel da Inducel (São Paulo).

Diâmetro: 8 mm para junta de 5 mm.

 

c) Fita crepe

 

Consumo: 2,0 m/m de junta.

Medida: rolos de 50 m x 2 cm.

Fornecedores: encontrado facilmente no mercado.

Recomendações: deverá ter boa aderência à placa de granito ou mármore.

 

d) Material de limpeza:

 

Estopa de linha ou equivalente

Álcool

Palha de aço

 

Nota: quanto às especificações e indicações de alguns fabricantes é apenas de caráter técnico e prático, o que não impede de pesquisar-se novos produtos e fornecedores.

 

 

GRANITOS E MÁRMORES

 

Os granitos e mármores são rochas ornamentais que diferem entre si basicamente pelos fatores dureza (resistência mecânica) e textura (desenho e aparência das placas).

 

Granitos: são rochas essencialmente silicáticas o que lhes garante uma resistência mecânica muito superior a dos mármores.

 

Mármores: são rochas carbonáticas o que lhes determina uma menor resistência mecânica.

 

Classificação de Manuale - Itália (1988):

 

a) Mármores: rocha cristalina, compacta, decorativa, predominantemente constituída por minerais de dureza MOHS entre 3 e 4 (calcita, dolomita, serpentina).

 

- mármores ;

- calcários, dolomitos e brechas calcárias;

- alabastro;

- serpentinitos.

 

b) Granitos: rocha fanero-cristalina, compacta, decorativa, predominantemente constituída por minerais de dureza MOHS entre 6 e 7 (quartzo, feldspato, feldspatóide).

 

- granito (rocha magmática intrusiva, ácida, constituída de quartzo, feldspato e mica);

- rochas magmáticas intrusivas (diorito, granodiorito, sienito, gabro);

- rochas magmáticas efusivas com textura porfirítica (basalto, andesito, riolito);

- rochas de composição análoga (gnaisses e migmatitos).

 

c) Travertino: rocha calcária sedimentar de natureza química, com textura variolítica de belo aspecto decorativo.

 

d) Pedras naturais: esta categoria inclui rochas de origem e composição química variáveis:

 

- rochas pouco compactas/tenras (rochas piroclásticas, calcarenitos, arenitos);

- rochas compactas/duras (ardósias, quartzo-mica-xistos, quartzitos).

 

Os principais fatores levados em consideração no aproveitamento de rochas ornamentais podem ser, resumidamente, agrupados nas seguintes características:

 

-          Estéticas

 

-          Técnicas

 

-          Econômicas.

 

 

Fator estético:

 

-          Relacionado à cor e aspecto textural da rocha

-          Estas propriedades relacionam-se à composição, textura e gênese da rocha

 

Fatores técnicos:

 

-          Resistências mecânicas

-          Resistência química

-          Resistência ao abrasão

-          Índices físicos

-          Resistência física (gelo-degelo)

 

Fatores econômicos:

 

-          Disponibilidade de jazida em qualidade e quantidade

-          Custo de extração e beneficiamento

-          Custo de transporte (localização da jazida e mercado consumidor)

-          Preço de mercado

 

 

ESFORÇOS E RESISTÊNCIAS

 

Cálculo do Peso das Placas de Rocha Ornamental

 

O peso da placa de rocha ornamental  utilizada é calculado levando-se em consideração:

 

-          as dimensões da placa

-          o peso específico médio dos materiais

 

Como valores médios pode-se considerar os seguintes pesos específicos:

 

-          Granito: 2,5 à 2,7 g/cm3 (2.500 à 2.700 kg/m3)

-          Mármore: 2,6 à 2,8 g/cm3 (2.600 à 2.800 kg/m3)

 

Exemplo de cálculo do peso das placas:

 

Placa de espessura 2 cm e dimensões 0,65 x 1,245:

 

Área da placa: 0,65 x 1,245 = 0,81 m2

 

Volume da placa: 0,81 m2 x 0,02 m= 0,0162 m3

 

Peso da placa: 0,0162 m3 x 2.590 kg/m3 (granito bianco sardo) = 41,958 kg => 42 kg

 

 

Outras cargas (isolamento térmico, rejuntamento, isolamento acústico, passagem de fios, tubulações): + 40% do peso

 

Peso total da placa de rocha ornamental: 42 kg x 1,4 = 58,8 => 60 kg

 

 

Peso da placa de granito bianco sardo 0,65 x 1,245 m = 60 kg

 

Limites de Resistência dos Inserts Metálicos

 

O dimensionamento dos inserts metálicos leva em consideração a verificação da resistência própria do material nos diversos pontos de solicitação frente aos esforços atuantes.

 

Principais solicitações na estrutura de fixação e nas placas de granito:

 

-          Peso próprio da placa mais eventuais cargas

 

-          Cargas devidas à ação do vento

 

-          Cargas devido a impactos acidentais

 

-          Movimentação da estrutura do prédio (retração e deformação)

 

-          Dilatações térmicas lineares do material e do revestimento

 

Dimensionamento dos inserts metálicos:

 

Comparação entre as solicitações atuantes nas peças (flexão, tração, compressão, torção) e os limites de resistência dos inserts.

 

São estabelecidos os coeficientes de segurança para cada solicitação, que deverão ser superiores a um valor mínimo estabelecido levando-se em consideração as condições de segurança desejadas para o revestimento .

 

 

SOLICITAÇÕES   

 X   

RESIST. DOS INSERTS  ⇨ COEF. DE SEGURANÇA

 

 

COEF. DE SEGURANÇA 

X 

SEGURANÇA MÍNIMA DA OBRA

 

 

DIMENSIONAMENTO DAS PLACAS DE PEDRA

 

Parâmetros importantes:

 

 

-          Limite de resistência dos inserts metálicos e das rochas disponíveis

 

-          Área a ser revestida

 

-          Dispositivos de elevação de placas disponível

 

-          Maior aproveitamento possível das chapas de granito ou mármore

 

-          Características estéticas e arquitetônicas da obra a ser revestida.

 

Os mármores e granitos são desdobrados em chapas de tamanhos variados em função do tamanho do bloco que a originou e da direção de desdobramento.

 

A variação nas dimensões oscila próxima de determinados valores, que são:

 

Altura da chapa:

entre 1,10 e 1,70 m

Comprimento da chapa:

entre 2,00 e 3,50 m

Espessura da chapa:

entre 2 e 3 cm

 

 

A subdivisão de peças de uma fachada deve levar em consideração a boa utilização da chapa original (aproveitamento máximo da chapa), para evitar o desperdício de material.

 

 

 

SOLICITAÇÕES ATUANTES NO SISTEMA FACHADA VENTILADA:

 

Esforços Devidos ao Vento

 

-          pino de engate da placa (esforço cortante)

-          orelha do insert (esforço de flexão)

-          cantoneira (esforço de flexão)

-          placa (esforço de flexão)

 

Esforços de Arrancamento do Chumbador

 

-          parabolt (esforço de tração e arranque)

 

Deformação Elástica (flecha)

 

-          cantoneira (esforço de flexão)

 

Cisalhamento da Chapa da Cantoneira

 

-          cantoneira (esforço cortante)

-          orelha do insert (esforço cortante)

 

Resistência do Parafuso

 

- parafuso de união do conjunto cantoneira / insert (esforço cortante)

 

 

ENSAIOS

 

Arrancamento do Chumbador

 


- Verificar  o comportamento do conjunto chumbador/concreto ou alvenaria/verga

 


Figura 3 – Ensaio de arrancamento do chumbador

 

 

Resistência a Carga de Ruptura

 

- Verificar a força de ruptura do conjunto insert metálico x  placa de rocha


 

 


Figura 4 – Ensaio de resistência à carga de ruptura

 

Resistência ao Impacto

 

- Verificar  a resistência do conjunto insert metálico x placa de rocha


 


Figura 5 – Ensaio de resistência ao impacto

 

 

CONTROLE DE QUALIDADE

 

Objetivo:

 

Assegurar o perfeito andamento das montagens na obra.

 

O controle de qualidade no campo é feito através de:

 

a) Verificação das prumadas, eixos e pontos de nível adotados em conjunto com a obra,

 

b) Verificação das condições de trabalho (balancins, andaimes, equipamentos de proteção, etc)

 

c) Inspeção do material a ser colocado com relação a possíveis defeitos de fabricação (cantos quebrados, trincas nas placas, despadronização estética, etc)

 

d) Inspeção da instalação ou fixação do insert metálico ao concreto, de forma a assegurar uma perfeita utilização do sistema de fixação.

 

MOVIMENTAÇÃO E SUSPENSÃO DE CHAPAS

 

Sistema Mecânico

 

O sistema mecânico consiste na utilização de uma talha manual ou elétrica através de um apoio fixado nos andares superiores da obra ou de uma grua colocada no teto do prédio.

 

Vantagens:

 

-          Maior velocidade de movimentação dos materiais

-          Aumenta a segurança.

 

Posicionamento da pedra: tenazes, ventosas ou gaiolas.

 

O meio para elevação e abaixamento: cordas, correntes ou cabos de aço (dimensionados

 

em função dos esforços de tração resultante do peso das pedras).

 

Talha

 

A talha é um guincho acionado elétricamente ou manualmente.

 

A talha possui uma determinada resistência mecânica que não poderá nunca ser ultrapassada sob risco de rompimento do equipamento. Essa resistência tem de ser compatível com o peso das pedras que serão movimentadas.

 

Fixação das talhas:

 

-          Colunas de madeira  (andar superior)

-          Gruas móveis ou de trilhos (teto do prédio)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Figura 6 – Gaiola para movimentação de placas

 

 

SISTEMA DE COLOCAÇÃO

 

Etapas

 

-          Lançar as prumadas da fachada  (8 cm da estrutura, começando por cima)

 

-          Furação das pedras a serem assentadas (projeto da fachada, viradas, etc)

 

-          Furação horizontal na estrutura da fachada (fixação do parabolt)

 

-          Colocação da primeira pedra da fileira (iniciar da esquerda para direita afim de facilitar a colocação das pedras subsequentes.)

 

Sequência de Colocação na Obra

 

-          Assentar as primeiras pedras na fieira de baixo, seguindo-se a colocação das próximas fieiras de baixo para cima;

 

-          Marcar os furos para fixação do parabolt levando em conta sempre a prumagem da obra e corrigindo a mesma através do deslocamento do insert sobre a cantoneira de apoio;

 

-          Colocar a primeira pedra no canto inferior esquerdo seguindo os passos:

 

Ø         Marcar o furo do parabolt ajustando-se a

        prumada da fachada,

Ø         Furar e fixar a cantoneira com parabolt,

Ø         Fixar a pedra com insert no canto inferior

        esquerdo da placa,

Ø         Fixar a pedra com insert no canto inferior

        direito da placa,

Ø         Seguir os procedimentos descritos na etapa

        de colocação das pedras.

 

 

 

Figura 7 – Formas de fixação dos inserts superior e inferior

 

 

 

 

Figura 8 – Fixação típica de insert tipo LD ou LS

 

 

Figura 9 – Fixação típica dos inserts tipo LD

 

 

Fixação de insert LD

 

Fixação de insert LS

 

Fixação de insert G

Fixação de insert GL

 

 

Figura 10 – Situações de fixação mais comuns

 

 

REJUNTAMENTO

 

-          Colocação dentro do vão entre as pedras de um pavio de polietileno com diâmetro de 8 mm;

 

-          Colocação de fita crepe nas bordas da pedra para evitar que o silicone escorra e cole sobre a superfície da pedra;

 

-          Aplicação do silicone na fresta acima do pavio de polietileno;

 

-          Retirada do excesso de silicone e rebarbas com o dedo afim de proporcionar uma colocação homogênea do silicone dentro das frestas.

 

Ferramentas Necessárias

 

Ø       Furadeira manual

 

Ø       Talha

 

Ø       Andaimes

 

Ø       Furadeira de mesa horizontal

 

 

Materiais Utilizados

 

Ø       Broca diamantada diâmetro de 5 mm 

 

Ø       Parabolt 3/8

 

Ø       Parafusos, porca e arruela

 

Ø       Pavio

 

Ø       Tubo de silicone

 

 

 

Figura 11 - Furadeira horizontal de mesa

 

 

 

Figura 12 - Furadeira horizontal de mesa

 

 

Figura 13 - Furadeira horizontal manual

 

 

Figura 14 - Mordente para fixação das placas

 

Figura 15 - Detalhe da furação para colocação dos pinos