AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DA FISSURAÇÃO EM PAINÉIS DE ALVENARIA REVESTIDOS COM ARGAMASSAS PRODUZIDAS COM AGREGADO MIÚDO DE BRITAGEM

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1 AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DA FISSURAÇÃO EM PAINÉIS DE ALVENARIA REVESTIDOS COM ARGAMASSAS PRODUZIDAS COM AGREGADO MIÚDO DE BRITAGEM Cleverson de Freitas (1); Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa (2) (1) Universidade Federal do Paraná, (2) Universidade Federal do Paraná, RESUMO Com a crescente utilização do agregado miúdo proveniente da britagem de rocha no preparo de argamassas para assentamento e revestimento de alvenaria, este trabalho tem o objetivo de verificar a influência do tipo de agregado miúdo na evolução da fissuração das argamassas de revestimento, pois a incidência de fissuras em revestimentos de argamassa compromete estética e funcionalmente esse revestimento. Desta forma, foi produzida uma argamassa mista com agregado miúdo natural e quatro argamassas mistas com agregado miúdo de britagem. Com as argamassas produzidas foram revestidos painéis de (80x80)cm, para observação e análise da fissuração. Com a realização dos ensaios de caracterização das argamassas no estado fresco e endurecido fez-se a análise dos resultados mostrando que as argamassas produzidas com agregado miúdo de britagem apresentaram melhor desempenho na maioria das propriedades avaliadas. Palavras-chave: Argamassa, Revestimento, Agregado miúdo, Fissuração. ABSTRACT With the increasing use of fine aggregate from rock crushing, in the preparation of mortar for brick laying and covering, this work aims to verify the influence of fine aggregate in the evolution of cracking of the mortar coating, as the incidence of cracks mortar coatings esthetic and functional compromise the coating. In this way, was produced a mortar mixed with natural fine aggregate and four mortars mixed with fine aggregate crushing. Mortars were produced with the coated panels (80x80) cm, for observation and analysis of the cracking. With the completion of the characterization tests of mortars in the fresh and hardened became the analysis of results showing that the mortars made with fine aggregate crushing showed better performance in most of the properties. Keywords: Fresh mortar, Coating, Fine aggregate, Cracking. 1. INTRODUÇÃO O surgimento de fissuras em revestimentos de argamassas mistas é influenciado pelo aumento do teor de finos (material passante na peneira de malha 0,075 mm) presentes no agregado miúdo (SILVA et al. 2005). O aumento do teor de material pulverulento em argamassas com agregado miúdo de britagem de granito contribui para um maior empacotamento da mistura (CAMARINI e ISHIKAWA, 2004), e no que se refere ao agregado de origem calcária, Silva 0984

2 e Campiteli (2006) verificaram que há um teor ideal de material pulverulento do agregado miúdo de origem calcária que otimiza as propriedades das argamassas de revestimento. Porém, o teor de finos pode ocasionar o crescimento da fissuração dos revestimentos devido à retração por secagem, provocada pelo aumento da demanda de água, para uma mesma trabalhabilidade, em função da área específica decorrente dos elevados teores de finos (CARASEK, 2007 apud PASSOS et al. 2008). Assim, a distribuição granulométrica do agregado miúdo interfere na trabalhabilidade da argamassa e no consumo de aglomerantes e água. Já no revestimento acabado, exerce influência na fissuração, rugosidade, permeabilidade e resistência de aderência, ou seja, no seu desempenho como um todo (ANGELIM, ANGELIM e CARASEK, 2003). Desta forma, uma distribuição granulométrica estreita do agregado miúdo, ou seja, a concentração de partículas de uma mesma dimensão ocasiona a redução na distância média de separação entre as mesmas (CASTRO e PANDOLFELLI, 2009), sendo este um importante parâmetro na análise do comportamento reológico das argamassas. Por outro lado a distribuição granulométrica aberta, ou seja, com distribuição dimensional harmônica entre as partículas, sem picos de concentração de partículas em algumas dimensões, beneficia o fluxo, pois as partículas menores ocasionam o distanciamento entre as maiores, reduzindo o atrito entre elas. Tanto as partículas finas quanto as partículas graúdas são reologicamente importantes para o desempenho da argamassa, pois ambas alteram a movimentação das linhas de fluxo no estado fresco. De um modo geral, o agrupamento das partículas finas de cimento forma uma estrutura no estado fresco, a matriz, que envolve as partículas do agregado miúdo mantendo a coesão do sistema (CARDOSO; JOHN e PILEGGI, 2009). Nesse âmbito, a realização de estudos de avaliação do comportamento das argamassas nos estados fresco (ensaio squeeze-flow) e endurecido (revestimentos), de forma a verificar o impacto da granulometria do agregado miúdo no seu desempenho, é essencial. A realização do ensaio squeeze-flow que alia simplicidade de execução, baixo custo de implementação com precisão na caracterização das propriedades reológicas das argamassas, é capaz de simular os esforços de aplicação que ocorrem no revestimento, fornecendo assim, informações muito próximas ao que acontece na prática. O ensaio squeeze-flow também evidencia a importância do controle dos procedimentos de mistura, pois diferenças na sequência de mistura alteram significativamente o comportamento reológico das argamassas (ANTUNES, 2005). As reservas de rochas calcárias são abundantes na Região Metropolitana de Curitiba e com a produção cal virgem e hidratada nessa região, o pó de pedra proveniente da britagem das rochas, pode ser reaproveitado como agregado miúdo para a construção civil, mais especificamente para as argamassas, sendo essa a tendência natural já que o mesmo vem sendo considerado como rejeito sem valor agregado, por isso a importância de estudos para seu desenvolvimento. A pouca oferta de agregado miúdo natural devido às restrições ambientais, determina a necessidade da utilização de agregados miúdos de britagem para suprir à demanda na construção, consequentemente, há a necessidade também de estudos que avaliem as características químicas e físicas dos mesmos e a sua influência no desempenho de argamassas de revestimento. Diante do exposto, o presente trabalho tem por objetivo apresentar os resultados do desenvolvimento de fissuras de seis painéis confeccionados com argamassas produzidas com quatro diferentes agregados miúdos de origem britada e um de origem natural, expostos durante um ano em ambiente de laboratório. As argamassas utilizadas nesse trabalho tratam-se das mesmas estudadas por FREITAS (2010) em sua dissertação de mestrado, desta forma os resultados aqui apresentados representam uma continuidade do estudo desenvolvido pelo referido autor, sobre a influência destes agregados provenientes da região metropolitana de Curitiba nas propriedades das 0985

3 argamassas no estado fresco e endurecido, no caso deste artigo a evolução de fissuras desses revestimentos após um ano de aplicação. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Primeiramente foram escolhidos cinco tipos de agregados miúdos, sendo quatro de origem britada provenientes da região metropolitana de Curitiba e um agregado miúdo natural. Foram realizados os ensaios de caracterização dos agregados miúdos e procedeu-se a formulação das argamassas de revestimento (resultando em cinco argamassas), adotando-se teores de água (relação água/materiais secos) na qual se mantivesse para todas as argamassas uma consistência 250 ± 10 mm. Assim, as formulações foram caracterizadas nos estados fresco e endurecido, conforme FREITAS (2010). O desenvolvimento de fissuras foi verificado em revestimentos de argamassa aplicados em uma parede de dimensões 240cm x 160cm. O mapeamento das fissuras foi realizado nos quinze dias iniciais após a aplicação do revestimento e a sua evolução após um ano de exposição ao meio ambiente de laboratório. A disposição das amostras de argamassa na parede de alvenaria, na qual foram identificadas de A a F, é apresentada na Figura 1. A argamassa D não foi considerada neste estudo pela indisponibilidade de quantidade suficiente de agregado miúdo que permitisse a continuidade do seu estudo para esse artigo. Cada painel de alvenaria revestido com argamassa possui dimensões de 80cm x 80cm. Figura 1 Disposição dos painéis de alvenaria com a identificação das argamassas aplicadas Caracterização dos agregados miúdos Os agregados miúdos utilizados foram caracterizados quanto à granulometria. Na Figura 2 apresenta-se a distribuição granulométrica completa dos agregados miúdos. Observa-se que os agregados de origem artificial apresentaram curvas granulométricas semelhantes, com diferenças nos teores de partículas retidas em algumas peneiras, o que provavelmente determinará empacotamentos distintos entre as mesmas. O agregado A apresentou o menor teor de fração fina (9%), ou seja, grãos com dimensões inferiores a 0,075mm. Essa diferenciação do agregado miúdo A, frente aos demais, deve ter ocorrido pelo mesmo ser de origem natural e os demais de origem artificial. Por outro lado, cabe destaque ao agregado miúdo F que apresentou o maior teor de fração fina (31%) dentre os demais (teores entre 15% e 24%), revelando um alto teor de material pulverulento. 0986

4 Figura 2 Distribuição granulométrica completa dos agregados miúdos (FREITAS, 2010) 2.2. Formulação das argamassas Para a composição das argamassas, foi utilizada a proporção em massa 1:2:9 (cimento: cal: agregados miúdos). O cimento utilizado foi o CPII-F-32, a cal CH-III e os agregados miúdos apresentados no item anterior. Na Tabela 1 apresenta-se a formulação das argamassas e os valores de consistência obtidos dentro da faixa estabelecida de 250 ± 10 mm. Foi definida a dosagem de água das argamassas pela relação índice de consistência versus relação água/materiais. Para a obtenção desta relação, foram realizadas três misturas para cada agregado miúdo em estudo, sendo geralmente adicionada à primeira mistura uma quantidade de água correspondente a uma relação água/materiais secos igual a 0,2, sendo em seguida obtido o índice de consistência por deformação da argamassa na mesa de consistência, de acordo com a NBR 7215 (ABNT, 1996). A próxima mistura era realizada com uma quantidade maior ou menor de água, de acordo com o resultado anterior, conforme procedimento especificado na NBR (ABNT, 2005). A relação água/materiais secos será tanto maior quanto mais fino for o agregado miúdo, que devido à maior superfície específica requer maior teor de água. Na família de agregados artificiais, o agregado F foi o que apresentou maior teor de finos, consequentemente requereu maior teor de água. O agregado natural A necessitou de maior teor de água dentre os demais para uma consistência semelhante, fato que não se relacionou diretamente com o seu alto teor de finos (o menor teor dentre os demais), mas muito provavelmente ao pico na curva granulométrica indicado por um grupo de partículas situadas entre 0,1 e 1,0 mm atrelado talvez à uma morfologia distinta aos demais agregados artificiais. As argamassas foram então submetidas ao ensaio squeeze flow para avaliar o seu desempenho no estado fresco. 0987

5 Tabela 1 Formulação das argamassas e dados de consistência AGREGADO MIÚDO A B C E F MATERIAL TRAÇO MASSA UNITÁRIA ( kg/dm³) MASSA (Kg) ÁGUA (Kg) a / ms a/c FLOW TABLE (mm) CIMENTO 1 1,15 1,150 0,135 0,491 0,246 3, CAL 2 0,643 1,286 0,151 AREIA 9 1,62 14,580 1,714 TOTAL 17,016 2,000 CIMENTO 1 1,15 1,150 0,121 0,365 0,183 3, CAL 2 0,643 1,286 0,135 AREIA 9 1,85 16,650 1,745 TOTAL 19,086 2,000 CIMENTO 1 1,15 1,150 0,121 0,365 0,183 3, CAL 2 0,643 1,286 AREIA 9 1,84 16,560 TOTAL 18,996 CIMENTO 1 1,15 1,150 0,126 0,37 0,185 2, CAL 2 0,643 1,286 0,141 AREIA 9 1,76 15,840 1,733 TOTAL 18,276 2,000 CIMENTO 1 1,15 1,150 0,114 0,42 0,21 3, CAL 2 0,643 1,286 AREIA 9 1,98 17,820 TOTAL 20,256 PARA 2 Kg (Kg) 0,135 1,744 2,000 0,127 1,759 2, ENSAIO DE RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA À TRAÇÃO Para o ensaio de resistência de aderência à tração foi utilizado um equipamento de tração Dyna Z fabricado pela Proseq mostrado na Figura 3. Este equipamento proporciona uma precisão de leitura do resultado de 1%, tendo resolução de 0,001kN e carga máxima de 6kN. Adicionalmente, o controle de velocidade de arrancamento é realizado de forma manual. Figura 3 Equipamento de ensaio de tração Dyna Z Proseq Para a confecção dos corpos de prova, foi utilizada uma serra-copo manual, proporcionando o corte de corpos de prova de diâmetro (Ø) 50mm no revestimento do painel de alvenaria. Estes corpos de prova, após limpeza, receberam a colagem de pastilha de metal de Ø50mm através de cola epóxi, cuja formulação segue proporção de 100g de resina epóxi 331,42g de endurecedor 043 para epóxi e modificador de viscosidade aerosil conforme a norma NBR (ABNT, 2005). A Figura 4 mostra detalhes dos corpos de prova. 0988

6 Figura 4 Detalhes dos corpos de prova extraídos dos painéis. a) Foto do anel de PVC que auxiliou o posicionamento dos cortes dos corpos de prova; b) Foto da disposição dos corpos de prova no painel a) b) Para a realização deste ensaio foi utilizada como base, a norma NBR15258(ABNT, 2005), garantindo distância mínima entre amostras de 50mm, e quantidade de 15 amostras, cinco amostras a mais que a quantidade mínima prevista em norma. O ensaio foi realizado após período de envelhecimento de um ano das argamassas de revestimento aplicadas nos painéis. Ao longo deste ensaio foram observados alguns problemas como descolamento da amostra durante a realização do corte (círculo preenchido) com a serra-copo e o descolamento da pastilha logo após sua fixação no corpo de prova (circulo vazado e pontilhado). Estas anomalias estão indicadas na Figura 5, na qual apresenta o painel B como o que obteve maior ocorrência de descolamentos, indicando falta de aderência entre o substrato e a argamassa. Observou-se, também, um maior número de falhas nos painéis inferiores da parede devido à maior dificuldade pelo pedreiro de aplicação da argamassa, por se tratar da parte inferior da parede, ocorrendo provavelmente à menor aplicação de esforço pelo mesmo no momento do lançamento da argamassa nos painéis em relação aos painéis posicionados na superfície superior da parede, comprometendo de alguma forma o contato da argamassa com o substrato. Figura 5 Mapeamento dos descolamentos de pastilhas ocorridos durante o experimento. Painel Desconsiderado 0989

7 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na Figura 6 são apresentados os resultados do ensaio squeeze flow das argamassas. Os resultados apontam as argamassas C e F com maior facilidade de aplicação devido aos valores inferiores de carga no ensaio squeeze flow quando comparados com as demais argamassas, indicando uma relação direta deste comportamento com o maior teor de finos dos agregados dessas argamassas (agregados C e F ). O teor de finos possibilita a geração de um maior teor de pasta que contribuirá para afastar a fração graúda da argamassa, reduzindo com isso os choques entre agregados, determinando consequentemente maior facilidade de aplicação da mesma. A argamassa A apresenta a curva com perfil acentuado já no início do ensaio para o estágio de enrijecimento por deformação. O crescimento exponencial da carga caracteriza o enrijecimento por deformação, causado por altos níveis de atrito entre os agregados onde o teor de pasta é menor, fazendo com que os agregados fiquem mais próximos dificultando o fluxo do material. O baixo teor de finos dessa argamassa corrobora esse comportamento, que juntamente com o maior teor de água requerido para a argamassa (maior teor água/materiais secos) tornou a pasta muito fluida e fácil de ser retirada dos espaços entre os agregados, facilitando o choque entre os mesmos a baixas cargas. Neste caso, é uma argamassa com maior dificuldade de aplicação podendo resultar em redução de produtividade na aplicação do revestimento. Figura 6 - Resultado do ensaio Squeeze flow das argamassas (FREITAS, 2010) As argamassas B e E, por sua vez, apresentaram comportamento intermediário no ensaio squeeze flow frente às demais e também os agregados apresentaram teor de finos numa faixa intermediária. Na Tabela 2 estão mostrados os valores médios de resistência de aderência obtidos com este experimento, após o tratamento estatístico determinado na NBR A argamassa A, ou seja, a argamassa constituída pelo agregado miúdo natural apresentou a maior resistência de aderência à tração, e a argamassa B a menor resistência. 0990

8 De um modo geral observa-se que os painéis posicionados na região superior (A,C,E) da parede apresentaram um menor número de descolamentos prematuros das pastilhas durante a preparação do ensaio, quando comparados com os painéis posicionados na parte inferior (B,F), indicando um provável esforço reduzido do operador na região inferior das paredes, devido ao posicionamento menos confortável para a aplicação. Tabela 2 Valores médios de resistência de aderência à tração Argamassa Carga Média (N) Resistência de Aderência à Tração(MPa) A 351,5 Maior que 0,18 B 110 Maior que 0,056 C 213,12 Maior que 0,11 E 270 Maior que 0,14 F 286 Maior que 0,15 A argamassa A teve a maior resistência de aderência, provavelmente devido à relação água/cimento se apresentar superior às outras duas argamassas, pois ao contrário do que espera, ou seja, redução nas propriedades mecânicas neste caso, a resistência de aderência foi diretamente influenciada pelas características reológicas desta argamassa que beneficiaram um adequado contato da mesma com o substrato. O fato desta argamassa A ter se configurado no comportamento reológico como a menos insatisfatória, leva a crer que todas as argamassas são aplicáveis, apesar das diferenças dos perfis reológicos obtidos no Squeeze flow. Nos painéis inferiores observou-se que as características reológicas da argamassa foram determinantes para o resultado final de desempenho ao descolamento. Por exemplo, a argamassa F que apresentou o melhor comportamento reológico, apesar da posição inferior no painel, pôde desenvolver uma resistência de 0,15 MPa apesar dos descolamentos iniciais das pastilhas. Por outro lado, a argamassa B, posicionada na parte inferior da parede, com comportamento reológico semelhante à argamassa E, além dos inúmeros descolamentos, apresentou resistência muito baixa, indicando que apenas o comportamento reológico não é suficiente para definir o desempenho da argamassa, devendo-se levar em conta fatores como posicionamentos de aplicação da argamassa que resultam em maior ou menor esforço, tais como regiões inferiores das paredes, sendo para esses casos a necessidade de maior atenção certamente ao comportamento reológico da argamassa o que poderá minimizar as dificuldades de aplicação e proporcionar maior contato da argamassa com o substrato. No caso da argamassa F, por exemplo, cujo comportamento reológico foi melhor que a B, apesar de ambas estarem posicionadas em painéis inferiores bastante semelhantes, a argamassa F apresentou resistência de aderência superior a B. O aumento da relação água/cimento tende a diminuir a resistência mecânica dos produtos a base de cimento Portland, como foi observado para os valores da argamassa A na Tabela 3. Entretanto, o fato do aumento da água ter levado ao aumento da resistência de aderência, pode ser explicado pela influência exercida pelas características reológicas da argamassa. As argamassas deste estudo são da classe A1, segundo o requisito resistência potencial de aderência à tração Tabela 7 da norma NBR (ABNT, 2005) podendo ser utilizadas para revestimento de paredes internas e tetos, segundo as recomendações da norma NBR (ABNT, 1996), porém, nenhuma das argamassas seja com agregado miúdo natural ou com agregado miúdo de britagem, pode ser utilizada para revestimento externo ou para revestimento interno com acabamento para cerâmica ou laminado, segundo os limites da norma NBR (ABNT, 1996), devido suas resistências de aderência apresentarem valores inferiores a 0,30 MPa. Certamente essas considerações se limitam às formulações adotadas nesse trabalho. 0991

9 Tabela 3 Resultados médios das propriedades estudadas nas argamassas Propriedades Valores médios A B C E F Resistência à compressão (MPa) 1,0 2,1 2,2 1,8 1,6 Resistência à tração na flexão (MPa) 0,4 0,6 0,7 0,7 0,6 Resistência de aderência à tração (MPa) 0,18 0,056 0,11 0,14 0, Mapeamento de fissuras Neste estudo, também foram observados o crescimento e o aparecimento de fissuras ao longo dos primeiros 15 dias e depois de um ano, obtendo-se desta forma os resultados mostrados na Figura 4. Figura 4 Mapeamento de fissuras nas paredes Neste mapeamento observou-se que os painéis C e F, este com o emprego do agregado miúdo com o maior teor de material pulverulento, foram os que tiveram maior quantidade de fissuras provavelmente motivadas pelo aumento no consumo de água provocando estas fissuras de retração por secagem, isto é, o aumento da demanda de água, para uma mesma trabalhabilidade, em função do aumento da área específica decorrente dos elevados teores de finos, possuindo um perímetro médio de aproximadamente 371 e 250 cm respectivamente. Em seguida o painel E com um perímetro médio de 200 cm. Foi possível, também, visualizar que no centro do painel C houve baixa incidência de fissuras além de observar maior ocorrência de crescimento desta manifestação patológica depois de um ano de idade da parede, muito provavelmente, devido à alta retenção de água da argamassa, pois o excesso de água que ficou adsorvida às partículas dos agregados, após a secagem, transformou-se em vazios, diminuindo assim, as resistências mecânicas. Em contrapartida a argamassa A, produzida com agregado miúdo natural, com menor teor de material pulverulento apresentou o menor número de fissuras visíveis. Além disso, outros fatores que podem ter provocado a fissuração no revestimento de argamassa com agregado miúdo de britagem, dentre eles: o proporcionamento dos materiais, o teor de aglomerantes, o tipo e a qualidade destes aglomerantes, o teor de água, o teor de material pulverulento, a forma das partículas, os procedimentos de execução dos revestimentos. 0992

10 Assim, deve-se considerar como fator relevante, a aplicação da argamassa, pelo pedreiro, bem como nas etapas subsequentes de sarrafeamento, desempeno e camurçamento as deformações e taxas de cisalhamento podem ser muito variáveis. 5. CONCLUSÕES Do presente estudo podem-se destacar as seguintes conclusões: A constatação que o teor de finos ocasionou uma maior fissuração para os revestimentos estudados. O fato do aumento da retração plástica, acrescida da granulometria uniforme dos agregados miúdos, finura do cimento e as condições laboratoriais podem ter contribuído para o surgimento das fissuras. Assim, há necessidade de pesquisas para se determinar a dosagem ideal de finos para melhorar o desempenho das argamassas de revestimento Os resultados apontam que as argamassas com maior facilidade de aplicação devido aos valores inferiores de carga no ensaio squeeze flow foram aquelas com maior teor de finos dos agregados dessas argamassas. O revestimento com maior teor de cimento apresentou o maior valor de resistência de aderência, sendo o teor de cimento mais significativo que a distribuição granulométrica do agregado miúdo. Todos os revestimentos produzidos apresentaram resistência de aderência à tração da ordem de 0,1 MPa, isto é, abaixo do limite mínimo de 0,30 MPa preconizado pela norma NBR para revestimentos de paredes e tetos. Há necessidade de uma revisão dos valores da norma, uma vez que, os revestimentos empregados utilizaram a proporção, em massa, 1:2:9 amplamente utilizadas nas obras pelo país, tanto para argamassas produzidas com o agregado miúdo natural quanto para aquelas produzidas com agregado miúdo de britagem. No que se refere aos agregados, conclui-se que é viável a substituição do agregado miúdo natural pelo agregado miúdo de britagem na confecção de argamassas sem comprometer o desempenho dos revestimentos, desde que controlada a incidência de fissuras, mantendo-se a funcionalidade do revestimento. 6. REFERÊNCIAS ANGELIM, R. R.; ANGELIM, S. C. M.; CARASEK, H. Influência da distribuição granulométrica da areia no comportamento dos revestimentos de argamassa. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS ARGAMASSAS, V. 2003, São Paulo. Anais... São Paulo: ANTAC, ANTUNES, R. P. N. Influência da reologia e da energia de impacto na resistência de aderência de revestimentos de argamassa. 162 p. Tese (Doutorado em Engenharia) Escola Politécnica, Universidade de São Paulo,São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215 Cimento Portland Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para revestimento de paredes e tetos Preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro,

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