BLOCO PRÉ-MOLDADO LEVE E DE GRANDE DIMENSÃO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL E O MÉTODO CONSTRUTIVO UTILIZANDO O BLOCO PRÉ-MOLDADO.

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção destina-se à construção civil fazendo uso de um bloco pré-moldado alveolar caracterizado pelo relativo baixo peso, fabricado em grandes dimensões, como exemplo: blocos com até 400 cm de comprimento, altura de até 60cm, largura entre 5 cm e 15cm e peso em torno de 60Kg por M2, com absoluta compatibilidade fisico-quimica com o concreto armado de cimento Portland, suportando os esforços advindos da concretagem interna dos alvéolos quando utilizada como elemento estrutural, proporcionando acabamento semi-pronto, por não necessitar de revestimento do tipo reboco ou similar e ainda, possuindo grande tenacidade, ou seja, boa capacidade de absorção a impactos sem apresentar ruptura. A presente invenção estabelece também o processo de construção civil de utilização desse bloco para o fechamento de painéis de paredes, além de seu uso como formas não retornáveis para estrutura de concreto em vigas, pilares e lajes.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] O bloco da presente invenção se trata de um produto pré-fabricado pela compressão ou extrusão de alumino-silicatos e agregados em meio aquoso altamente alcalino (sódico ou potássico) , expostos após a moldagem ao calor moderado em estufa a temperaturas muito abaixo do ponto de fusão da massa do argilo-mineral , usualmente a 1/10 da temperatura de sinterização, com agregados tais como: areias, calcário, cal, granitos, podendo ser acrescidos de fibras naturais ou sintéticas, oferecendo ao produto final a caracterização mecânica e estética especifica demandada, oriundo da patente brasileira PI0600603-5 cuja publicação internacional é a WO 2006/125287 pertencente aos mesmos inventores da presente reivindicação .

[003] É conhecido no estado da técnica as fundações do tipo "Radier", a qual se refere a um tipo de fundação rasa que se assemelha a uma placa ou laje que abrange toda a área da construção. Os radiers são lajes de concreto armado em contato direto com o terreno que recebe as cargas oriundas dos pilares e paredes da superestrutura e descarregam sobre uma grande área do solo e é utilizado principalmente na construção de casas ou edifícios baixos, com no máximo quatro ou cinco pavimentos.

[004] Referentemente aos processos construtivos conhecidos atualmente no mercado, pode-se elencar três tipos usuais: I) estrutura pré-moldada; II) estrutura moldada "in loco" e; III) estruturas em alvenaria estrutural. Todos eles apresentam soluções e problemas específicos e inconvenientes os quais a presente reivindicação visa solucionar, sendo eles:

I) Estrutura pré-moldada:

• Velocidade de execução: fabricação demorada, desde que os elementos constituintes da estrutura deverão, após a concretagem, aguardar no pátio, o período de cura do material. • Montagem: Implementada na etapa inicial para posteriormente se promover a confecção dos painéis de fechamento; A montagem na obra é mais rápida, entretanto o andamento da edificação em curso volta ao ritmo lento com a posterior etapa de fechamento dos painéis;

• Mobilidade: Estrutura muito pesada, com cerca de 2.500kg por m3 que deve ser transportada da indústria, içada e montada na obra. Necessita de grandes equipamentos, onerosos e específicos;

• Utilização: Em obras de grande repetição, isto é, obras cujos elementos estruturais são utilizados em um grande número de unidades iguais, podendo então viabilizar economicamente seu uso e difusão dos custos de fabricação das estruturas na indústria;

• Etapas: a) fundações; b) montagem dos pilares e em seguida as vigas e lajes; c) fechamentos; d) instalações; e) acabamentos; f) esquadrias; g) pinturas ;

• Instalações elétricas e hidro-sanitárias : Embutidas na alvenaria necessitando de cortes nos fechamentos e sua recomposição estética posterior;

• Produção de resíduos: De média monta. Em torno de 15% do material que entra na obra na forma de insumos (madeiras, cerâmicas, concreto, argamassas, embalagens de todos tipos, ferragens, gesso) ;

• Ferragem e concretagem: Os elementos são confeccionados industrialmente fora ou dentro do canteiro de obras, para serem transportados e içados posteriormente na etapa de montagem. Isto requer aumento significativo das resistências do material pré-moldado para suportar carga e transporte, resultando em consequente aumento do custo;

• Transporte comparativo: O peso final da obra utilizando de elementos estruturais pré-moldados fica usualmente 10% (dez por cento) mais pesado do que aquela construída com estrutura moldada "in- loco", aqui tomada por padrão, com uma produção de resíduos em torno de 15% (quinze por cento) do peso final da obra. Assim sendo, a grosso modo, o transporte de insumos, comparativamente à obra construída com estrutura moldada "in-loco" alcançaria 110% mais 15% (peso de resíduos na entrada) e 15% (peso de resíduos na saída) resultando em um montante de 140%. Logo, teremos neste tipo de construção, o ônus do transporte de insumos correspondente a 40% do peso total da obra finalizada no processo padrão.

II) Estrutura moldada "in loco":

• Montagem: Implementada na etapa inicial para posteriormente se promover a montagem dos painéis de fechamento ;

• Velocidade de execução: Extremamente lento, com uso intensivo de mão de obra artesanal, na fabricação de formas e montagem e escoramento delas, tornando praticamente impossível o desenvolvimento de outros serviços no pavimento devido ao sistema de escoramento e concretagens; • Mobilidade: utiliza muito transporte, tanto com as matérias-primas que dão entrada no canteiro de obras quanto no transporte interno dos insumos e formas ao local da utilização efetiva.

• Utilização: Esse processo possibilita flexibilidade de projetos, com fabricação da forma dentro do canteiro de obra, entretanto sabe-se que a modulação sempre é positiva para redução dos custos. Além disso, esse processo requer equipe bem treinada para conseguir boa produtividade;

• Etapas: a) fundações; b) montagem estruturas pilares, seguido de vigas e lajes; c) fechamentos; d) instalações; e) acabamentos; f) esquadrias; g) pinturas e finalização ;

• Instalações elétricas e hidro sanitárias: Embutidas na alvenaria necessitando de cortes nos fechamentos e sua recomposição estética posterior;

• Produção de resíduos: Muito alto, de acordo com as referências bibliográficas, em torno de 30% do que entra na obra. (madeiras, cerâmicas, concreto, argamassas, embalagens de todos tipos, ferragens, gesso) ;

• Ferragem e concretagem: ferragem é cortada e montada na obra e colocada dentro da forma antes da concretagem, requer mais mão de obra e com produtividade mais baixa. Concreto comum;

• Transporte comparativo: Aqui tomado por padrão, esse processo construtivo tem uma produção de resíduos em torno de 30% (trinta por cento) do peso final da obra. Assim sendo, a grosso modo, o transporte de insumos, alcançaria 100% mais 30% (peso de resíduos na entrada) e 30% (peso de resíduos na saída) resultando em um montante de 160%. Logo, teremos neste tipo de construção, o ônus do transporte de insumos correspondente a 60% do peso total da obra finalizada .

III) Estruturas em alvenaria estrutural:

• Montagem: Estrutura e painéis de fechamento são montados simultaneamente;

• Velocidade de execução: Mais rápido que os anteriores, mas ainda assim utiliza muita mão de obra, quase artesanal, uma vez que os blocos tem pequena dimensão;

• Mobilidade: Utiliza pouco transporte, entretanto na etapa de acabamento dos painéis estruturais são gerados transportes intensivos de insumos e expressivo volume de resíduos. Há ainda a necessidade de escoramentos para a confecção das lajes.

• Utilização: Obras com pequena flexibilidade de projetos com grande limitação a alterações e reformas posteriores, não sendo previstos cortes nas paredes estruturais. Este processo é mais utilizado em construções populares e industriais;

• Etapas: a) fundações; b) montagem das paredes estruturais e confecção das lajes c) instalações; d) acabamentos; e) esquadrias; f) piso, pinturas e finalização; • Instalações elétricas e hidro-sanitárias : Embutidas na alvenaria necessitando de cortes nos fechamentos e sua recomposição estética posterior;

• Produção de resíduos: media quantidade. Em torno de 10% do material que entra na obra (cerâmicas, concreto, embalagens de todos tipos, ferragens, gesso) ;

• Ferragem e concretagem: Utilização de relativamente pouca ferragem a qual é colocada durante a execução da alvenaria. A concretagem é feita durante a execução da alvenaria, utilizando-se comumente concreto auto adensável;

• Transporte comparativo: O peso final da obra é usualmente 10% (Dez por cento) superior ao peso do processo padrão (estrutura moldada "in-loco") . Assim sendo, a grosso modo, o transporte de insumos, alcançaria 110% mais 10% (peso de resíduos na entrada) e 10% (peso de resíduos na saída) resultando em um montante de 130%. Logo, teremos neste tipo de construção, o ônus do transporte de insumos correspondente a 30% do peso total da obra finalizada .

[005] Apresentados os processos usualmente utilizados na confecção de estruturas na construção civil, não se têm conhecimento da existência de blocos pré-moldados que apresentem grandes dimensões, boa resistência à pressão hidrostática do concreto, grande compatibilidade físico- química com o concreto armado de cimento Portland, boa capacidade de absorção a impactos sem causar trincas ou rachaduras e, que possam ser utilizados como formas para moldar painéis de paredes, vigas, pilares e lajes de forma não retornável, isto é, sendo incorporados aos elementos construtivos após a concretagem e, ainda, conferindo acabamento semi-pronto, bastando efetuar a pintura após a cura do concreto no interior dos blocos.

[006] Dentro os problemas existentes nos processos construtivos atualmente existentes, pode-se citar o desperdício, seja em resíduos não utilizados, seja em mão de obra, como o fator preponderante a onerar significativamente as construções, bem como o tempo de execução de uma obra. Vale ressaltar que o processo construtivo tradicional se utiliza de formas de madeira ou de formas metálicas as quais são montadas, escoradas e travadas, untadas com desmoldantes , e depois preenchidas com concreto, para, aí então se aguardar a cura do concreto e, somente após esse período serem retirados os escoramentos. As formas, por sua vez, normalmente são reutilizadas ao longo de vários ciclos de concretagem, mas, na grande maioria das vezes, necessitam de reformas periódicas. Após a conclusão da etapa de concretagem dos elementos construtivos é procedido a confecção dos painéis de fechamento com alvenaria, para posteriormente se fazer as passagens elétricas e hidráulicas e o revestimento. Todas estas etapas contam com intensa utilização de mão de obra e grande desperdício de materiais, tais como: madeira, areia, cimento, corte de blocos de cerâmica ou concreto, gerando, com isso, uma perda significativa de tempo de trabalho da mão de obra e quantidade enorme de lixo na construção .

[007] Com o propósito de solucionar tais problemas e inconvenientes foi que se criou o presente BLOCO PRÉ- MOLDADO LEVE E DE GRANDE DIMENSÃO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL E O PROCESSO CONSTRTUTIVO UTILIZANDO ESSE BLOCO, os quais serão mais bem detalhados em consonância com as figuras em anexo, onde :

[008] A Figura 1 mostra um Bloco pré-moldado com 6 alvéolos em vista em perspectiva.

[009] A Figura 2 mostra um Bloco pré-moldado com 4 alvéolos em vista em perspectiva

[010] A Figura 3 mostra um Bloco pré-moldado com 3 alvéolos em vista em perspectiva.

[011] A Figura 4 mostra um Bloco pré-moldado com 3 alvéolos e furos faceados.

[012] A Figura 5 mostra um Bloco pré-moldado com 4 alvéolos e furos faceados.

[013] A Figura 6 mostra um pré-moldado com 6 alvéolos e furos faceados.

[014] A Figura 7 mostra um corte da parte superior de Bloco pré-moldado, contendo furos faceados e cortes laterais .

[015] A Figura 8 mostra um conjunto de armaduras de aço para utilização como escoras nas pontas de blocos utilizados como pilares.

[016] A Figura 9 mostra a mesma vista da figura 7, todavia, com a inserção das armaduras de aço.

[017] A Figura 10 mostra a mesma vista da figura 9, com a colocação de armações férreas sobre as armaduras de aço, embutida no bloco. [018] A Figura 11 mostra a mesma vista da figura 9, todavia, apresentando apenas a junção de armações férreas nas armaduras de aço, como a embutida no bloco.

[019] A Figura 12 mostra uma vista lateral da figura

10.

[020] A Figura 13 mostra uma vista superior da figura

10.

[021] A Figura 14 mostra uma vista em perspectiva da formação de um pilar e duas vigas perpendiculares.

[022] A Figura 15 mostra uma vista em perspectiva da formação de dois pilares e duas vigas perpendiculares.

[023] A Figura 16 ilustra uma construção com paredes e pilares montados, numa uma vista em perspectiva.

[024] A Figura 17 mostra uma vista da figura 16, com a colocação de portas e janelas.

[025] A Figura 18 mostra uma vista da figura 16 ilustrando a montagem das terças de sustentação e, do telhado, com detalhe ampliado da colocação de chapas de contenção e tirantes e chapa de contenção nas extremidades dos blocos formadores da laj e/telhado .

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[026] A presente invenção refere-se a um bloco pré- moldado (1) com alvéolos (4) em toda sua extensão transversal e longitudinal, caracterizado por se constituir numa peça única, com peso em torno de 60Kg por metro quadrado da superfície exposta (comprimento x altura), fabricado em grandes dimensões como por exemplo: blocos com até 400 cm de comprimento e altura de até 60cm e largura entre 5 cm e 15cm. Em função da facilidade de manuseio e transporte, assim como os padrões dimensionais normalmente adotados na construção civil as bitolas comumente utilizadas teriam comprimento de até 350 cm, altura em torno de 36 cm e largura de 9 a 12 cm. A presente invenção se refere também ao processo de construção civil utilizando e integrando esse bloco pré-moldado (1) no fechamento de painéis de paredes, como formas não retornáveis em elementos estruturais de concreto armado e incorporável à estrutura do concreto, na confecção de vigas, na confecção de pilares e na confecção de lajes, proporcionando acabamento semi-pronto conforme ilustrado nas figuras 16 a 18.

[027] Como mostrado nas figuras de 1 a 6, os alvéolos

(4) podem ser em quantidades variadas, mas, que, todavia, o número adequado de alvéolos (4) são três ou quatro ou seis, no sentido de obter uma altura adequada para montagem dos painéis de paredes, bem como da confecção de pilares (lp), de vigas (lv), de lajes de cobertura (lt) (inclinadas ou não), ou de lajes de piso, utilizando esse mesmo bloco pré- moldado ( 1 ) .

[028] O bloco pré-moldado (1) possui uma face interna

(6) separando um alvéolo (4) de outro alvéolo (4), laterais externas (2) em toda extensão da largura, bem como face externa (3) . Para possibilitar a aplicação do bloco pré- moldado (1) no processo construtivo da presente patente, algumas peças são concebidas como estruturais e, nessas peças, são feitos furos (5) em sentido transversal aos alvéolos (4) de forma a transpassar uma das faces externa (3) as próximas faces internas (6) dos alvéolos (4) conforme mostrado nas figuras 4 a 6 e, a distância entre um furo (5) e o próximo furo (5) obedecerá uma regra básica de L / 2 para determinar a distância entre os estribos (10), ou seja, altura divididos por 2, assim, exemplificando, um bloco pré-moldado (1) que tenha 36cm de altura, a distância entre os centros de cada furo (5) será de 18cm.

[029] Como mostrado nas figuras 7 a 15, para amarração de uma parede à outra através de uma viga superior, no sentido de formar uma cinta que envolva toda a construção, é feito um corte de amarração (7) na face (3) e na lateral (2) do bloco pré-moldado (1), como na figura (7 e 9), montando, nesse corte de amarração (7) um conjunto de suporte de ligação (8) o qual consiste de uma chapa metálica em forma de "U" com furos (5) obedecendo a mesma localização dos furos (5) do bloco (1) e, uma chapa de encosto (9) em cada um dos cortes de amarração, afim de que sirva de encosto para a armação de ferro da viga (10), possibilitando o encontro desta com a amarração de ferro (11) na parte superior e, internamente à cabeça do bloco do pilar (lp) fazendo a concretagem da referida cinta através dos furos (5) disposto na parte superior do bloco que forma a viga (lv) como mostrado nas figuras (14 e 15) .

[030] Com o processo da presente reivindicação, a confecção tanto do telhado (Ti) quanto da laje (Lj), como mostrados na figura 17 e 18, é feita com a distribuição de blocos pré-moldados , todavia, sem furos faceados (5), com a fixação por meio de argamassa. Na disposição do telhado (Tl), a distribuição de montagem dos blocos pré-moldados (1), são feitas sobre blocos vigas em diagonal (2v) de forma a conferir a queda necessária ao escoamento d' água. Já no que se refere à formação da laje (Lj) os blocos pré- moldados (1) são distribuídos e fixados com argamassa sobre a viga superior (lv) como mostrado na figura 17, e como medida de reforço é inserido no interior dos alvéolos (4) tirantes (Tr) com uma chapa de contenção (14) em cada uma das extremidades, de forma a conferir maior rigidez e estabilidade da ferragem da laje, bem como quando da necessidade de concretagem dos alvéolos (4) na dita laje (Lj ) .

[031] Os blocos pré-moldados (1) são confeccionados em tamanhos variados, possibilitando a formatação de montagem de painel de parede que obedeça a um padrão construtivo, de modo que no empilhamento, como mostrado nas figuras 16 a 18, tais blocos, possam ser cortados em pedados que se encaixe entre o pilar (lp) e as portas (13) e janelas (12), sendo tal corte, possível tanto para diminuir o comprimento quanto a largura, formando blocos (lc) e blocos (la) como visto na figura 17.

VANTAGENS EM RELAÇÃO AO ESTADO DA TÉCNICA

[032] Seguindo a linha de informação dos problemas citados nos itens anteriores, poder-se-á relacionar o que se entende por vantagens da utilização do bloco pré-moldado e do processo de utilização desse mesmo bloco no processo construtivo da presente patente, tais como:

• Montagem: estrutura e painéis são montados simultaneamente, com a vantagem de se obter mais flexibilidade no projeto e na usabilidade da construção pois as paredes não são estruturais;

• Velocidade de execução: a grande vantagem é que consiste numa execução mais rápida, utilizando menor custo indireto, pois, além da montagem da estrutura ser simultânea com a alvenaria, sem necessidade de escoramentos e desforma, os acabamentos já ficam prontos. Além do beneficio da grande rapidez de montagem dos painéis de fechamento em função das dimensões dos blocos serem bem maiores, cerca de 12,5 vezes maiores do que os que se conhecem no estado da técnica;

• Mobilidade : Utiliza-se bem menos transporte interno na obra, já que o bloco vem com acabamento e com dimensões definidas, com mínima geração de resíduos. O manuseio do bloco dentro da obra é feito com equipamentos leves e simples, tendo em vista que o peso do presente sistema fica entre 40% e 60% do peso de uma construção tradicional, acarretando em fretes mais baixos e menor uso da malha viária;

• Utilização : há flexibilidade intermediária de projetos, sem limitar reformas e/ou mudanças de projeto e aberturas de paredes, portanto vantagens de modulação e em construções repetidas, mas, também, não deixando de ser vantajoso em projetos personalizados em função da melhor flexibilidade;

• Etapas : a) fundações; b) montagem estrutural dos pilares, seguido de vigas e lajes concomitantemente aos fechamentos e acabamentos; c) instalações elétricas e hidráulicas; d) esquadrias; e) piso; f) pinturas e finalização. Portanto há redução das etapas de construção e a possibilidade de se fazer algumas conjuntamente por não haver necessidade de escoramento. Menor uso de mão de obra e controles na obra; Instalações : embutida no bloco alveolar, sem necessidade de cortes, evitando a quebra da alvenaria para passar tubulações e depois ter que tampar novamente, obtendo assim, menor número de etapas, retrabalhos, e acarretando consequentemente menos desperdícios ;

Produção de resíduos: mínima quantidade, pois, a utilização deste processo tem demonstrado um percentual de 3% (três por cento) do peso da obra, na forma de resíduos, gerados basicamente, por sobras de embalagens e restos de argamassa e alguns revestimentos extras (cerâmica e gesso) ;

Ferragem_e_ concretagem: a ferragem é preferencialmente colocada industrialmente dentro do bloco e, eventualmente, poderá ser colocada dentro do bloco, in loco, ou seja, na própria obra, resultando com isso, maiores índices de produtividade. A concretagem é feita concomitantemente à montagem e fechamento dos painéis utilizando-se concreto fluído auto adensável e pedrisco como agregado graúdo. O concreto é colocado nos furos (5) superiores das peças (vigas (lv) e pilares (lp)) até preencher todos os vazios, os alvéolos (4) ou furos (5) abertos que ficarem abaixo do nível de concretagem são tampados com uma chapa de contenção (14) tipo U até a secagem do concreto. Com isso elimina-se a necessidade de ter um profissional armador na obra e a concretagem se torna mais simples pois, pode ser feita em etapas e com equipamentos mais leves; Transporte comparativo: O peso final da obra é usualmente a metade do peso da obra usada no processo padrão (estrutura moldada "in-loco") . Assim sendo, a grosso modo, o transporte de insumos, alcançaria 50% mais 3% (peso de resíduos na entrada) e 3% (peso de resíduos na saída) resultando em um montante de 56%, ou seja, de 35% a 43% da necessidade de transporte do que é utilizado para os processos construtivos convencionais, relatados no estado da técnica.

MÉTODO DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZANDO O BLOCO

[033] O método de construção civil da presente reivindicação, compreende as seguintes etapas: a) Fundação: A fundação (Fp) utilizada é preferencialmente radier, pois sendo o peso do sistema entre 40% e 60% do peso de uma construção tradicional, proporciona maiores oportunidades de utilizar este sistema de fundação mais racional e eficiente, todavia, dependendo da qualidade do solo, poderá ser uma fundação (Fp) tradicional com viga baldrame, pilares com arranque e contra piso;

b) Colocação de Pilares: Os pilares (lp) são colocados nos arranques da fundação, com a ferragem (11) e estribos (10) aprumados e concretados até a altura do apoio das vigas (lv);

c) Alvenaria de fechamento: É executada por meio do empilhamento de blocos pré-moldados (1) no sentido horizontal, com fixação da base na face do pilar (lp) por meio de argamassa ou espuma de poliuretano, sendo alinhada com os ditos pilares (lp) utilizando ferramentas simples que diminuem a necessidade deste serviço pelo pedreiro. As tubulações elétricas já são passadas por dentro dos alvéolos (4) nesta mesma etapa;

d) Colocação das vigas: Com a mesma forma dos blocos (1) de parede ou painel de fechamento, com a diferença de possuir ferragem (10) e estribos (11) dispostos em seu interior para se proceder a concretagem através dos furos superiores (05) do bloco, obtendo-se assim uma ligação rígida entre as estruturas que diferentemente das estruturas pré-moldadas que trabalham como rótulas;

e) Colocação da Laje: Faz-se a colocação dos painéis de laje (Lj), sem também a necessidade de escoramento, permitindo a continuidade dos serviços no pavimento mesmo durante o recapeamento da laje;

f) Colocação de esquadrias (12) e blocos verticais de passagem que funcionam como shafts;

g) Montagem e colocação do telhado (Tl) e ligações de agua e esgoto;

h) Colocação de piso e cerâmicas de revestimento;

i) Batentes e portas (13);

j) Pias bancadas louças e metais;

k) Pinturas.