2.1 Materiais e equipamentos

Foram utilizados 60 (sessenta) Blocos Cerâmicos de Alvenaria de vedação com 8 furos na horizontal e dimensões (9 cm x 19 cm x 19 cm), adquiridas no comércio de Recife-PE; Maçarico com Gás Butano (Temperatura da chama 1200 °C); Termômetro Infravermelho Marca BENETECH modelo GM300 (Temperatura: -50°C a 380°C); Termômetro digital Salvterm 1200K (Temperatura: -50ºC a 1350ºC) com sensor de superfície com haste de 6,5mm de diâmetro por 260mm de comprimento; Tinta Intumescente CKC-333®; Rolo de espuma para aplicação da tinta intumescente; Equipamentos de Proteção individual: máscara, luvas e óculos de Proteção; Proteção do laboratório: Extintor Portátil de Pó Químico Seco de 4Kg.

2.2 Caracterização dos tipos de corpos de prova

Os 60 (sessenta) corpos de prova foram distribuídos em 4 grupos (tipos) de 15 (quinze) blocos, sendo os dois primeiros grupos utilizados como base de referência para fins de análise de resistência à compressão (condição saturada e não saturada). Podemos verificar o organograma com o resumo dos ensaios, bem como, o detalhamento da execução experimental por tipo mostrado na Figura 1.

É importante notar que o experimento é uma simulação para comparação e análise do comportamento de blocos de vedação com e sem tinta de proteção passiva, que apesar de ter a NBR 10636/89 como parâmetro, a metodologia aplicada no experimento realizado nesta pesquisa não está associada à norma citada e à ISO 834, desta forma não é possível atestar o tempo de resistência ao fogo (TRF) das amostras de acordo com as normas.

É interessante ressaltar que o tempo de exposição ao fogo definido para os grupos 3 e 4 foi de 60 minutos em função de limitações de custo do combustível, por ser o tempo indicado pelo fabricante como tempo de proteção para 2 demãos de tinta, bem como por ser o dobro do tempo mínimo exigido para paredes estruturais até cinco pavimentos, segundo a norma de desempenho.

É importante mencionar que existem diferenças significativas entre ensaios para o sistema de vedação, prismas e blocos individualmente, bem como que os revestimentos desses últimos também influenciam nos testes.

A análise será realizada no bloco cerâmico de vedação, sem qualquer tipo de revestimento que não seja a proteção da tinta intumescente (tipo 3). Essa condição, além de simular condições de muitas unidades habitacionais de baixa renda, também simula a condição mais extrema possível do material no caso de um incêndio.

A aplicação da chama, bem como as medições de temperatura foram realizadas no centro geométrico de todas as faces, com a finalidade de encontrarmos os maiores valores a que foram expostos, ficando a lata contendo o combustível a uma distância de 20 centímetros dos blocos expostos. A temperatura média ambiente durante os ensaios foi de 33ºC.

3. RESULTADOS E DISCURSÕES

Para determinar a resistência e o desvio padrão dos blocos do (tipo 1) foram utilizadas as Equações 1 e 2 respectivamente.

R1-=1n∑i=115Ri→R1-=2,484MPa (1)

S=∑i=1n(Ri-R¯)2n-1→s≅0,70 (2)

Para determinar a resistência máxima e mínima considerando os valores calculados anteriormente para a média e desvio padrão foi utilizado a Equação 3.

Para k = 3

R¯1±3s→2,484±3.0,70⟹R1min=0,40MPa e R1máx=4,57 MPa (3)

Onde k é o coeficiente de variação do tempo em segundos. Para determinação do desvio padrão e a carga máxima suportada dos blocos do tipo 1 utilizou-se a equação 3 e 4 respectivamente.

S=∑i=1n(ci-c¯)2n-1→s≅10,23 (4)

Para k = 3

C¯1max±3s→39,997±3.10,23⟹C¯1maxmin=9,30KN e  C¯1maxmax=70,69KN (5)

Para determinar a resistência e o desvio padrão dos blocos do tipo 2, utilizou-se a Equações 1 e 2 respectivamente.

R¯2=1n∑i=115Ri→R¯2=2,036MPa;

s=∑i=1nRi-R¯2n-1→s≅0,46

Considerando os valores calculados anteriormente para média e desvio padrão conforme Equação 3, tem-se:

R¯2±3s→2,036±3.0,46⟹R2min=0,66MPa e R2máx=3,41 MPa

Para determinação da média da carga máxima, o desvio padrão e as cargas máxima e mínima suportada pelos blocos do tipo 2, foram utilizadas as Equações 6, 7 e 8 respectivamente.

C¯2max=1n∑i=115Ci→C¯2max=33,505KN; (6)

s=∑i=1nCi-C¯2n-1→s≅10,23 (7)

C¯2max±3s→33,505±3.7,47⟹C¯2maxmin=11,20KN e C¯2máxmáx=55,81KN (8)

Levando em consideração os três desvios padrão, observa-se que todos os valores para a resistência a compressão e carga máxima suportada dos blocos dos tipos 1 e 2 devem ser considerados como representativos calculados de acordo com as Equações 9 e 10 respectivamente. Comparando os valores médios das resistências à compressão e as cargas máximas suportadas dos tipos 1 e 2, tem-se:

R¯1-R¯2R¯1=2,484-2,0362,484=0,18 ou 18% (9)

C¯1-C¯2C¯1=39,997-33,50539,997=0,16 ou 16% (10)

Realizou-se a análise de variância (ANOVA) para um único fator, que para os tipos 1 e 2 se distinguem pela condição saturada ou não, através da análise do software MS Excel 2016, onde os dados de resistência à compressão resultaram na Tabela 1.

Pode-se verificar que, como o valor de P encontrado (0,046) é menor do que o nível de significância estipulado que foi de 5% (0,05) ou, analisando de outra forma, como o valor de F (4,33) encontrado é maior do que o F_crítico (4,19) então devemos rejeitar a hipótese nula (H₀) em que as médias seriam iguais.

Dessa forma, podemos afirmar que as condições saturadas e não saturadas influenciam os resultados obtidos para a resistência à compressão. Realizando a mesma verificação de representatividade dos dados coletados para os blocos dos tipos 3 e 4, verificamos que, para três desvios padrão, todos os dados são significativos mostrados nas Tabelas 2 e 3.

Avaliando inicialmente a temperatura da face onde a chama incidiu diretamente, verifica-se que as temperaturas variam aproximadamente 25% em termos médios de acordo com a Equação 11.

T¯dS-T¯dCT¯dC=1166,33-938,07938,08=0,2433 ou 24,33% (11)

Quando analisamos as faces imediatamente opostas a aplicação da chama, a variação de temperatura entre os blocos com e sem proteção assume valores médios da ordem de 172% maiores quando os blocos não possuem proteção passiva mostrado na Equação 12.

T¯foS-T¯foCT¯foC=509,73-187,00187,00=1,7258 ou 172,58% (12)

Nas Figuras 8 e 9 observa-se os resultados do comportamento das faces dos blocos quando exposto e não exposto a chama e como a tinta para proteção utilizada influencia nesse processo.

Essa menor diferença entre as variações de temperatura, na face oposta mais distante deve ocorrer em virtude do isolamento térmico natural que o ar entre os septos proporciona ao bloco. Verifica-se que nenhum dos blocos com proteção passiva atingiu temperaturas maiores que 46º C. A seguir utilizou-se a Equação 13 para determinar a percentagem dessa variação.

T¯iS-T¯iCT¯iC=92,82-40,6240,62=1,285 ou 128,50% (13)

Realizando análise de variância para o fator temperatura dos tipos 3 e 4, considerando as temperaturas de cada face medida e para todos os grupos de medições de temperatura realizadas, o valor de P é inferior ao nível de significância estipulado de 5% (0,05), bem como o valor de F é inferior ao Fcrit.

Dessa forma, rejeita-se a hipótese nula (H0) em que as médias seriam iguais. Portanto, podemos afirmar que os valores são distintos e as condições de proteção e sem proteção passiva, tornam as amostras distintas. As Equações 14 e 15 foram utilizadas no comparativo da resistência à compressão e da capacidade máxima de carga entre os blocos com e sem proteção passiva.

R¯C-R¯SR¯C=2,38-1,341,34=0,776 ou 77,6% (14)

C¯c-C¯sC¯s=37,993-21,86021,860=0,738 ou 73,8% (15)

Verifica-se que após a exposição ao fogo, durante o período de 60 minutos, os blocos sem proteção diminuíram em média 70% de sua resistência à compressão e 67% da sua capacidade máxima de carga quando comparados aos blocos que possuíam a proteção passiva.

Pode-se ainda comparar os valores de resistência à compressão e capacidade de carga entre os blocos com proteção e os blocos do tipo 1 que foram aqueles que tiveram maiores valores de resistência e capacidade de carga, os quais foram escolhidos como referência conforme mostrado nas Equações 16 e 17.

R¯1-R¯3R¯1=2,484-2,382,484=0,042 ou 4,2% (16)

C¯1-C¯3C¯1=37,997-37,99337,997=0,000105 ou 0,011% (17)

Comparando os valores médios da resistência à compressão, tem-se uma pequena variação de 5%. Entretanto, os valores o valor nulo de variação de capacidade máxima de carga média, não traduz a mesma análise individual referente a resistência definida por norma, já que há uma grande variação nos valores vistos nas Figuras 10 e 11.

Verifica-se que para o nível de significância determinado em 5%, bem como o F_crit, os valores da resistência são relevantes em função da proteção e não proteção passiva, tornando os dados amostrais distintos.

Verifica-se que para o valor de P é inferior ao nível de significância estipulado de 5% (0,05), bem como o valor de F é inferior ao F_crit. Pode-se afirmar que os valores são distintos e as condições de proteção e sem proteção passiva, tornam as amostras distintas. (Tabela 4)

Verifica-se que mesmo após 60 minutos de incidência direta da chama nos blocos do tipo 3, os quais possuíam proteção passiva por tinta intumescente, que os valores médios da resistência a compressão bem como da capacidade máxima de carga sofreram pequena variação, abaixo de 5%, quando comparados aos valores obtidos dos blocos de referência, demonstrando, além da excelente eficiência no isolamento térmico, que os parâmetros estruturais dos blocos foram mantidos. Em função dessa pequena variação, realizou-se novamente o teste de análise de variância com o intuito de verificar se as médias eram distintas (Tabela 5).

Dessa forma, como o valor de P encontrado (0,624) é bem superior ao nível de significância estipulado que foi de 5% (0,05) ou, analisando de outra forma, como o valor de F (0,245) encontrado é inferior do que o F_crítico (4,19) então deve-se aceitar a hipótese nula (H₀) em que as médias seriam iguais. Portanto, estamos considerando os conjuntos de blocos de referência, que não foram expostos, ao conjunto de blocos protegidos por tintas intumescentes, após 60 minutos de exposição, como idênticos.

Além disso, no que se refere a exigência da ^{NBR 15270 (2005)} - Componentes Cerâmicos - Parte 1 - Blocos Cerâmicos para alvenaria de vedação - Terminologia e requisitos, quanto à resistência à compressão mínima para blocos de vedação com furos da horizontal, todos os blocos com proteção passiva (tipo 3) permaneceram atendendo ao requisito normativo, que exige pelo menos 1,5 MPa. Já para os 15 blocos sem a proteção passiva (tipo 4), 11 (onze) blocos tiveram resistência menor do que o exigido pela norma brasileira e 2 (dois) ficaram muito próximos desse valor.

Em termos de custo benefício, pode-se dizer que os materiais retardantes e de proteção passiva foram beneficiados pelo maior emprego e disseminação no Brasil, o que fez com que os custos também caíssem consideravelmente. Hoje em dia é possível realizar o tratamento de tecidos a R$7,00/m² e pinturas intumescentes a R$17,00/m². As madeiras envernizadas, por ser um material mais nobre, de altíssima tecnologia, e ainda por cima produzidas no Reino Unido, apresenta um preço de R$30-35/m². Para o produto utilizado na pesquisa temos um custo de aproximadamente R$45/m².

Considerando que atualmente os revestimentos empregados em projetos novos ou de reforma, chegam a custar até R$350/m² sem muita dificuldade, justifica-se bastante o emprego de retardantes e materiais de proteção passiva. Percentualmente, a proteção passiva de uma edificação completa, incluindo as suas áreas comuns, não passa de 0.3% do seu orçamento total. Se incluímos todos revestimentos internos usados pelos arquitetos e decoração, não irá ultrapassar em média 0,6% do custo do prédio.