INFLUÊNCIA DA POZOLANA METACAULIM NAS PROPRIEDADES DE ARGAMASSA DE REVESTIMENTO.

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1 INFLUÊNCIA DA POZOLANA METACAULIM NAS PROPRIEDADES DE ARGAMASSA DE REVESTIMENTO. João Manoel F. Mota (1); Ângelo Just da Costa e Silva (2) ;Fred Rodrigues Barbosa (3) ; João Ribeiro de Carvalho (4) (1) Professor do Departamento de Engenharia Civil da FAVIP e Doutorando do Departamento de Engenharia Civil, UFPE - joao@vieiramota.com.br (2) Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil, UNICAP - angelo@unicap.br (3) Professor do Departamento de Engenharia Civil da FAVIP, Engenheiro da COMPESA e Doutorando do Departamento de Engenharia Civil, UFPE - fredrbarbosa@ig.com.br (4) Graduando da Escola Politécnica Universidade de Pernambuco, Brasil eng.jribeiro@gmail.com Resumo Diversos edifícios com tipologia estrutural tipo caixão de alvenaria resistente apresentam manifestações patologias generalizadas. Esses edifícios foram construídos com materiais e processos inadequados, haja vista que as alvenarias foram executadas com blocos cerâmicos de vedação, entretanto, possuindo função estrutural. Nessa premissa, alguns desabamentos justificaram o início de inúmeras pesquisas o com o objetivo de se entender como se trabalha essas edificações, para, a um só tempo, se desenvolver modelos de reforço. È do conhecimento de todos que a argamassa de revestimento contribui na capacidade de suporte de inúmeros esforços, donde, uma das formas de reforço que pode-se implementar, seria a utilização de argamassa armada, entretanto não se tem conhecimento de qual o seu comportamento no requisito durabilidade. Esse trabalho tem como objetivo apresentar a influência da pozolana metacaulim nas propriedades mecânicas e as relacionadas com a durabilidade da argamassa de revestimento, uma vez que a armadura mergulhada na argamassa de reforço deve ter uma proteção física e química para apresentar uma durabilidade em sua vida útil importante. Portanto, os resultados mostram que as capas de argamassa com armaduras executadas em ambas as faces dos prismas de alvenaria de blocos cerâmicos, estabelecem um relevante aumento da capacidade de carga e na durabilidade. Palavras-chave: Alvenaria resistente, Argamassa com pozolana, Metacaulim. Abstract Several buildings with structural typology "type coffin" showing signs of masonry resistant generalized pathologies. These buildings were built with inadequate materials and processes, considering that masonry blocks were performed with ceramic seal, however, having structural function. Based on this premise, some landslides justified the opening of numerous studies with the goal of understanding how it works these buildings, for the same time, develop models of reinforcement. It is common knowledge that the mortar coating contributes to the ability to support numerous efforts, hence, a way of strengthening that can be implemented, would be the use of mortar, though not aware of what their behavior in durability requirement. This work aims to present the influence of pozzolan metakaolin in the mechanical properties and related to the durability of the mortar coating, as steeped in the armor mortar reinforcement must have a physical and chemical protection to provide durability in your life important. Therefore, the results show that the "layers" of mortar with armor carried on both sides of the masonry prisms of ceramic blocks, provide a significant increase in load capacity and durability Keywords: Masonry resistant, mortar with pozzolana. metakaolin 4060

2 1. INTRODUÇÃO Diversas edificações tipo caixão situada na Região metropolitana do Recife apresentam instabilidade estrutural, tendo em vista suas paredes de alvenaria resistente executadas sem fundamentação técnica, sendo, por conseguinte, empregados materiais e processos sem controle adequados (MOTA, 2006). Essas edificações foram viabilizados devido menor custo em relação a edifícios convencionais de concreto (OLIVEIRA e PIRES SOBRINHO, 2006). Nessa premissa, vários trabalhos científicos mostraram que as paredes mais carregadas as do pavimento térreo - não atendem às exigências de segurança estabelecidas pelas normas técnicas pertinentes, haja vista que os blocos não conferem resistência, espessuras dentre outras propriedades (MOTA; OLIVEIRA, 2007). Mota (2006) mostrou que a argamassa de revestimento incrementa a resistência a compressão de alvenarias de forma substancial. Oliveira et. al (2008) ensaiaram prismas de alvenaria de blocos cerâmicos e de concreto de vedação com finalidade estrutural, sendo a argamassa de revestimento armada com tela de aço no interior com e sem concectores que ligando as capas de revestimentos em ambas as faces, onde concluíram que o revestimento contribui na capacidade de suporte em até 335% na carga; Entretanto, a capa de revestimento armado para reforço apresenta uma porosidade inerente a materiais cuja matriz é cimentícia. Nessa ordem, deve-se imperativamente reduzir o teor de poros para que a armadura tenha maior barreira física, com o cunho de dificultar ataques de sulfatos, névoa salina (íons cloretos), dióxido de carbono, umidade, dentre outros agentes deletérios. Pode-se dizer que a adição de pozolanas em materiais cuja matriz é cimentícia provoca um maior adensamento da mistura gerando uma redução natural da porosidade desde a interface (devido ao efeito parede) até a superfície (NEVILLE, 1997). Galvão (2004) verificou que as argamassas adicionadas elevaram consideravelmente as propriedades mecânicas e as relacionadas com a durabilidade, quando comparadas com argamassa mista sem adição (referência). Sabe-se que, em diversos casos, as argamassas com Metacaulim se sobressaíram na propriedade de aderência. Em pesquisa com pozolana, concluiu-se que a adição desse material em argamassas tende a incrementar o desempenho mecânico em até 2,75 vezes, em especial na resistência de aderência de argamassas inorgânicas (TAHA, 2001). A pozolana metacaulim é originada das argilas cauliníticas e do caulim, são calcinados a temperaturas entre 6000C e 9000C. Observa-se fundamentalmente silicato de alumínio hidratado [Al2Si2O5(OH)4], onde a perda dos íons hidroxila de sua estrutura cristalina em altas temperaturas transforma-se em metacaulinita (Al2Si2O7), composto amorfo com a forma das partículas lamelares e de elevada finura(siddique, 2009). A alta superfície específica beneficia a reologia, incrementando a trabalhabilidade, retenção de água e coesão, com redução da exsudação e da segregação(carasek,2001). Portanto, eleva-se a durabilidade e desempenho dos materiais cimentícios, quando comparados aos mesmos materiais sem adição(silva,2003). Assim, o presente artigo tem por objetivo avaliar a influência da pozolana metacaulim em argamassas inorgânicas por meio de estudos experimentais. 4061

3 2. MATERIAIS E METÓDO 2.1. Método Execultou-se argamassas mistas inorgânicas contendo cimento, cal hidratada, areia e relação água/ligante com todas na proporcionalidade em volume de 1:1:6:1,5). Classifiocu-se em familias, a saber: Família 1 sem adição da pozolana metacaulim, chamada de referência; Família 2 com 5% de metacaulim em substituição a massa de cimento; Família 3 com 10% de metecaulim em substituição a massa de cimento, e, Família 4 - com 15% de adição de metacaulim em substituição a massa de cimento. Executou-se o substrato em alvenaria de blocos cerâmicos de vedação, e sobre esta alvenaria aplicou-se chapisco, sendo que em uma das faces da alvenaria o chapisco foi tradicional (proporcionalidade 1:3:1, cimento:areia grossa:relação água/ligante, em volume) e na outra face aplicado o chapisco com uma adição de 5% de metacaulim em substituição ao cimento. Ensaiou-se resistência à compressão axial; tração por compressão diametral; absorção total todos com corpos de prova cilíndricos de 5 cm x 10cm; resistência de aderência à tração, e, permeabilidade (absorção pelo método do cachimbo ) sendo 2 ensaios nas famílias de referência (família 1) e na família 3, obtendo uma leitura na face do bloco e outro na junta, todas aos 30 (trinta) dias. Referente ao ensaio de permeabilidade - Almeida; Carasek (2003) afirmam que o ensaio de permeabilidade pelo método do cachimbo é simples e de rápida execução, pode ser realizado em laboratório e campo, apresenta um custo baixo e o ensaio é não destrutivo. Na compressão axial, tração por compressão diametral e resistência de aderência à tração utilizou-se 12 corpos de prova por idade por família, sendo todos ensaiados aos 28 e 90 dias. Excetua-se na resistência de aderência à tração, que apenas foi ensaiado aos 90 dias. Na absorção total foram 6 corpos de prova nas idades 28 e 90 dias. Na resistência de aderência à tração, realizou-se o corte quadrado de 10cm x 10cm na argamassa com posterior colagem com epóxi das chapas metálicas. A ruptura ocorreu após 24 horas da colagem das chapas Materiais Aglomerantes: Utilizou-se cimento CP II-F-32 e cal hidratada CH-I, amplamente utilizadas na região; Adições: A metacaulim utilizada é industrializada na Região Metropolitana do Recife, tendo como origem uma argila caulinítica de alta reatividade, com as seguintes características básicas (fornecido pelo fabricante): Cor branca; Densidade de massa especifica 2,49 g/cm3 e Densidade de massa Aparente 0,43 g/cm3; Agregados miúdos: Utilizaram-se areia natural quartzosa amplamente encontrada na Região da Cidade de Caruaru PE. Esse material foi caracterizado pela densidade de massa especifica e aparente, determinação da curva granulométrica e coeficiente de uniformidade de acordo com o método de Allen-Hazem. Blocos: A base de alvenaria executado com blocos cerâmicos de vedação foi construída ao lado do laboratório e teve as seguintes características: medidas médias de comprimento, altura e largura (19,0cm; 9,5cm e 19,1cm); massa 2.510g; IRA (Initial Rate Absorption) 12,2 g/200cm2/min. e absorção total 12,3%; Água: A água utilizada foi proveniente da rede de abastecimento da Companhia Pernambucana de Saneamento (Compesa). Verificou-se que o ph da água, no ato de 4062

4 sua utilização, estava próximo de 6,5. As Figuras 1 e 2 mostram o ensaio in loco. Figura 1 - Ensaio de resistência de aderência à tração Figura 2 - Ensaio de resistência de aderência à tração 3. RESULTADOS E DISCURSÕES As propriedades de resistência à compressão e tração por compressão diametral, são apresentados na Figura 3. Figura 3 - Resultados de algumas propriedades mecânicas Pode-se verificar relevante elevação da resistência à compressão e da à tração por compressão diametral quando comparado as amostras adicionadas com a de referência. Ademais, verificou-se que o tempo favorce de maneira diretamente proporcional o incremento das reações pozolânicas. 4063

5 Em relação a resistência de aderência à tração está a Figura 4 apresenta compilação dos resultados. Figura 4 - Resultados da resistência de aderência à tração Nesse ensaio, verifica-se crescimento da resistência de aderência à tração quando se adiciona metacaulim. Substancialmente, a adição da pozolana no preparo da base chapiscada de um dos lados da parede executada, reduzindo o nível de porosidade, aumentando a extensão de aderência, obteve maiores resistências quando comparados as amostras ensaiadas na face chapiscada sem adição de pozolana. Realizou-se ensaios de absorção de água por imersão total. A Figura 5 apresenta os resultados. Figura 5 Absorção total (média) Verificou-se aumento na absorção por conta das adições quando com a amostra de referência. Entretanto, a família 3 (10% de substituição de pozolana), apresentou resultado discrepante, 4064

6 possivelmente ocorreu não conformidade nos ensaios. No ensaio de permeabilidade pelo método do cachimbo, aplicou-se 2 pontos nas famílias 1 e 3, sendo um ensaio na Região da junta e outro na Região da face do bloco da alvenaria revestida. As Figuras 6 (família de referência 1) e 7 (família - 3) apresentam os respectivos gráficos. A Figura 8 mostra o ensaio (in loco). Figura 6 Resultados do ensaio de permeabilidade com o cachimbo Figura 7 - Resultados do ensaio de permeabilidade com o cachimbo Figura 8 - Ensaio de permeabilidade com o cachimbo 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os resultados laboratóriais apresentaram considerações que leva as seguintes conclusões: Verificou-se elevação de 68% quando se comparou a resistência à compressão da argamassa de referência (família 1) aos 28 dias com o maior resultado, ou seja, 90 dias com a adição de 15% de pozolana metacaulim (família 4). 4065

7 Na resistência de aderência à tração, a família 4 aos 90 dias quando comparado a família de referência teve maior elvação em patamares de 167%. Verificando uma das mais importantes propriedades, a resistência de aderência à tração, constatou-se maior elevação de 53,5% quando comparou-se a família 4 (com face chapiscada com adição) em relação a família de referência. Em conformidade com os resultados da resistência de aderência à tração e a forma de ruptuta, observou-se alteração em seu tipo quando se adicionou metacaulim ao chapisco. Sendo a forma de ruputura predominante na face sem adição, na Região da interface do chapisco/bloco, e, a forma de ruptura mais observada na face com adição no bloco e na argamassa. Por conseguinte, a adição de pozolana no chapisco promoveu importante efeito na aderência. Na absorção total, de forma geral, verificou-se uma tendência de parâmetros similares entre as famílias. Sabe-se que as reações pozolânicas ocorrem a longo prazo. Portanto, em períodos maiores espera-se que sejam observados incrementos mais relevantes e lineares. No ensaio de permeabilidade com o cachimbo, observou-se redução (na curva média) da permeabilidade na família com adição quando comparada com a de referência, onde, pode-se inferir e justificar devido ao efeito filler (refinamento dos poros) imposto pela pozolana. Observou-se também que houve menor absorção nos pontos da Região da junta em relação aos pontos na Região da face do bloco. Nesse caso, podese ponderar que ocorre maior dificuldade de penetração de água nas juntas, existindo na face uma irradiação da água. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a empresa Tecomat Tecnologia da Construção e Materiais, pela contribuição nessa pesquisa e ao Programa de Pesquisa (Iniciação Científica) e Extensão da Faculdade do Vale do Ipojuca - FAVIP pelo apoio incondicional para realização desse trabalho, característica imperativa dessa Instituição de Ensino Superior. REFERÊNCIAS CARASEK, H.; CASCUDO, O. ; SCARTEZINI, L. M. Importância dos materiais na aderência dos revestimentos de argamassas. In: IV Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas. Brasília, GALVÃO, S. P. Avalialção do desempenho de argamassas de reparo estruturais à base de cimento Portland modificadas por polímeros e contendo adições minerais. Dissertação de Mestrado (UFG), 2004). MOTA, J. M. F. Influência da Argamassa de Revestimento na Resistência à Compressão Axial em Prismas de Alvenaria Resistente de Blocos Cerâmicos. Dissertação de Mestrado. UFPE Universidade Federal de Pernambuco. Recife, PE Universidade Federal de Pernambuco, Recife, MOTA, J. M. F.; OLIVEIRA, R. A. Formas de ruptura em prismas de Alvenaria resistente de blocos cerâmicos. II Congresso Brasileiro de pontes e estruturas, Rio de Janeiro, NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 2. ed. PINI. São Paulo, OLIVEIRA, R. A. e PIRES SOBRINHO, C. W. A. Acidentes com prédios construídos com alvenaria resistente na região metropolitana do Recife. DAMSTRUC, João Pessoa PB, OLIVEIRA, R. A.; SILVA, F. A. N.; PIRES SOBRINHO, C. W. Edifícios construídos com alvenaria resistente em Pernambuco - Situação atual e perspectivas futuras. In: Bernardo Silva Monteiro; José Afonso Pereira Vitório. (Org.). O Sinaenco-PE e a produção do conhecimento. 1a ed. Recife: Sinaenco, 2008, v. 1, p

8 SIDDIQUE, R.; KLAUS, J. Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete: A review. Applied Clay Science, Volume 43, Issues 3-4, March 2009, Pages SILVA, V. S.; LIBORIO, J. B. L. Avaliação do efeito da sílica extraída da casca do arroz na aderência de argamassas e chapiscos. In: V Simpósio Brasileiro de Tecnologia de argamassas. São Paulo,