COMPARAÇÃO DA RETRAÇÃO DE ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS E MISTAS DE REVESTIMENTO NOS ESTADOS FRESCO E ENDURECIDO

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1 VI Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Argamassas I International Symposium on Mortars Technology Florianópolis, 23 a 25 de maio de 25 COMPARAÇÃO DA RETRAÇÃO DE ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS E MISTAS DE REVESTIMENTO NOS ESTADOS FRESCO E ENDURECIDO BASTOS, Pedro K. X. (1); NAKAKURA, Elza H. (2); CINCOTTO, Maria A. (3) (1) Engº Civil. Prof. Dr. Departamento de Construção Civil - Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora. pedrokop@terra.com.br (2) Engª Química. Mestre em Engenharia Civil pelo PCC-EPUSP. elza.nakakura@terra.com.br (3) Química. Pesquisadora Convidada do Departamento de Engenharia de Construção Civil PCC/Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. cincotto@pcc.usp.br RESUMO A medida da retração de argamassas é importante para estudos de caracterização e desempenho de revestimentos. Como a retração começa logo após a mistura dos materiais secos com a água e ocorre com a argamassa nos estados fresco e endurecido, o objetivo deste trabalho é comparar duas parcelas deste fenômeno em laboratório: a) de minutos após a moldagem, até 24 horas; b) de 48 horas após a moldagem, até 28 dias. As medidas da primeira foram tomadas em placas de 4 x 15 (mm) e 15 mm de espessura aplicadas sobre base não absorvente, usando-se o equipamento desenvolvido no Institut National de Sciences Appliquées - INSA de Toulouse, França, e adaptado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. No estado endurecido, as medidas foram feitas nas mesmas placas e em corpos-de-prova de dimensões 25 x 25 x 285 (mm). Foram estudadas oito argamassas industrializadas e quatro argamassas mistas de cimento, cal e areia, nas proporções em volume 1:1:6, 1:2:9, 1:1:8 e 1:2:12. Os resultados indicam que a retração ocorrida até 24 horas representa uma parcela importante do fenômeno aos 28 dias. ABSTRACT Measuring shrinkage rates is an important point on the study of rendering general features as well as its performance. As shrinkage starts just after adding water to the dry components and is effective through mortar fresh and hardened stages, the purpose of this work is to obtain two comparative results of that phenomenon in laboratory a) few minutes after molding up to 24 hours; b) 48 hours after molding up to 28 days. Measurement procedures are made on 4 x 15 (mm) and 15 mm thick samples molded and laid upon a non-absorbent support material with the use of equipment developed at Institut National de Sciences Appliquées INSA, Tolouse, France and adapted at Escola Politécnica, USP, Brazil. On the second case measure is taken on 4 x 15 x 15 mm and 25 x 25 x 285 mm mortar specimens. Eight different samples of major available industrialized mortar are studied, and four cement-lime mortars in

2 volumetric proportions 1:1:6, 1:2:9, 1:1:8 and 1:2:12. The results show that shrinkage up to 24 hours represent an important portion of phenomena at 28 days. Palavras-chave: argamassa, revestimento, retração. Key-words: mortar, rendering, shrinkage. 1. INTRODUÇÃO A importância do estudo do fenômeno de retração das argamassas está ligada à qualidade e durabilidade das edificações. Uma vez aplicada sobre uma base, a argamassa é impedida de retrair-se livremente por causa da aderência e, com isso, são geradas tensões de tração que podem levar à fissuração do revestimento. Um dos requisitos exigidos para as argamassas no Projeto NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Requisitos/outubro 24 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 24) diz respeito à variação dimensional medida em corpos-de-prova de dimensões 2,5 x 2,5 x 28,5 (cm) no estado endurecido, e é desta maneira que se faz a maior parte dos ensaios de retração de argamassa no Brasil. Os valores de retração comumente são medidos com a argamassa no estado endurecido, passadas 24 horas ou 48 horas após a moldagem dos corpos-de-prova, uma vez que antes deste prazo é muito difícil manuseá-los sem quebra. Mas é importante avaliar o que realmente significa esta parcela da retração para a caracterização das argamassas, já que o fenômeno inicia-se com a argamassa no estado fresco, conforme estudaram diferentes autores (DÉTRICHÉ, 1977 e 1983; VEIGA, 1998; BASTOS, 21). O projeto de norma brasileira motivou a ABAI - Associação Brasileira de Argamassa Industrializada - e a ABPC - Associação Brasileira dos Produtores de Cal - a desenvolverem uma pesquisa que contribuísse para as discussões. O presente trabalho apresenta resultados de ensaios de retração pelo método do projeto de norma e os compara com resultados das mesmas argamassas no estado fresco. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Argamassas Foram estudadas neste trabalho oito argamassas de revestimento industrializadas, representativas do mercado de São Paulo e de diversas regiões do país, e quatro argamassas mistas de cimento, cal e areia, com cal CH-I e cimento Portland tipo CP II E-32. A Tabela 1 e a Tabela 2 mostram a identificação das argamassas, o tipo de aplicação a que se destinam, as proporções dos materiais e os teores de água misturados. O teor de água das argamassas industrializadas adotado foi o recomendado pelos fabricantes, e o das argamassas mistas foi o que proporcionou o espalhamento de (26 ± 5) mm na mesa de abatimento ABNT

3 Tabela 1 - Argamassas industrializadas - identificação e teor de água Identificação das argamassas Tipo Finalidade Teor de água (%) recomendado pelo fabricante A Industrializada Revestimento externo 16, B Industrializada Múltiplo uso 14, C Industrializada Revestimento externo 16,3 D Industrializada Revestimento externo 15, E Industrializada Revestimento interno 2, F Industrializada Revestimento externo 14, G Industrializada Revestimento interno 15,4 H Industrializada Revestimento externo 13,8 Tabela 2 - Argamassas mistas de cimento, cal e areia - proporções em volume, em massa e relação entre os materiais constituintes e o total de materiais secos, em massa. Proporções em volume Argamassas Proporções em massa Cimento/materiais secos (%) Cal/materiais secos (%) Agregados/ materiais secos (%) Água/ materiais secos (%) 1:1:6 1:,45:7,8 1,81 4,86 84,32 15, 1:2:9 1:,9:11,7 1:1:8 1:,45:1,4 1:2:12 1:,9:15,6 7,35 6,62 86,3 8,44 3,8 87,76 5,71 5,14 89,14 14,6 14,9 14,8 A Tabela 3 e a Figura 1 apresentam as características granulométricas das argamassas industrializadas e a Tabela 4 e a Figura 2 as das argamassas mistas

4 Tabela 3 - Granulometria - argamassas industrializadas Abertura das peneiras Material passante (%) Argamassas (mm) A B C D E F G H 4,8 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2,4 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,2 98,4 98, ,4 97,3 94,5 99,5 99,4,6 72,9 75,1 89,6 8,1 91,6 52,6 81,6 62,2,3 39,1 4, 69,7 51,7 67,6 35,4 56,6 45,9,15 28,7 28,4 48, 31,9 33,1 28,4 4,6 37,2,15 25,6 25,3 38, 28, 2,3 25,7 34,8 33,9,9 24,8 24,5 35,2 26,8 19,3 25, 33,5 32,7,75 23,2 23,1 3,2 24,7 16,3 23,8 3,9 3,8,63 22,5 22,4 27,7 23,6 16,2 23,3 29,7 29,7,45 2,3 2,2 21,2 2,3 14,5 21,7 25,6 26,2,38 19,8 19,7 2,6 19,5 14,5 21,3 24,5 24,8 Aglomerantes + filler (<,75 mm) 23,2 23,1 3,2 24,7 16,3 23,8 3,9 3,8 1 Material passante (%) A B C D E F G H,1,1 1 1 Diâmetro das partículas (mm) Figura 1 - Curvas granulométricas - argamassas industrializadas

5 Tabela 4 - Granulometria - argamassas mistas Abertura das peneiras (mm) Material passante (%) Argamassas 1:1:6 1:2:9 1:1:8 1:2:12 4,8 1, 1, 1, 1, 2,4 1, 1, 1, 1, 1,2 1, 1, 1, 1,,6 73,6 72,76 71,6 71,2,3 49,1 47,2 45,8 45,4,15 32,4 33,74 31,1 3,1,15 22,4 21, 19,1 17,5,9 19,3 17,9 15,8 14,6,75 15,1 13,8 11,7 9,9,63 15, 14, 11,8 1,3,45 13,2 13,4 11,2 9,9,38 14,2 13,5 11,2 1,6 Materials passante (%) :1:6 1:2:9 1:1:8 1:2:12,1,1 1 1 Diâmetro das partículas Figura 2 Curvas granulométricas argamassas mistas

6 Tabela 5 - Teor de água, densidade de massa, teor de ar incorporado e retenção de água - argamassas industrializadas CARACTERIZAÇÃO Teor de água (%) Indicado pelo fabricante Densidade de massa (g/cm 3 ) Projeto NBR /4 CE ABNT Teor de ar (%) Projeto NBR /4 CE ABNT Retenção de água (%) Projeto NBR /4 CE ABNT Argamassas A B C D E F G H 16, 14, 16,3 15, 2, 14, 15,4 13,8 1,75 1,8 1,81 1,81 1,94 1,83 1,51 1,64 2, 2, 2, 19, 8, 2, 34, 3, 88, 8, 88, 82, 64, 78, 85, 87, Tabela 6 Teor de água, densidade de massa, teor de ar incorporado e retenção de água - argamassas mistas CARACTERIZAÇÃO Argamassas 1:1:6 1:2:9 1:1:8 1:2:12 Teor de água (%) 15, 14,6 14,9 14,8 Densidade de massa (g/cm 3 ) Projeto NBR /4 CE ABNT Teor de ar (%) Projeto NBR /4 CE ABNT Retenção de água (%) Projeto NBR /4 CE ABNT 1,97 1,84 1,81 1, Métodos Retração no estado fresco Usando o equipamento desenvolvido no Institut National de Sciences Appliquées - INSA de Toulouse, França, e adaptado por BASTOS (21), a retração começou a ser medida 1 minutos após a mistura dos materiais em argamassadeira. Por este método são moldados, dois a dois, corpos-de-prova em forma de placa de dimensões 4 x 15 (mm) e 15 mm de espessura, e a tomada de medidas da deformação linear prosegue automaticamente a cada segundo, com precisão de,1 mm, até 24 horas. Cada molde funciona com dois captores de deformação que seguem o deslocamento de duas grelhas metálicas envolvidas pela argamassa nas extremidades do molde. Os ensaios foram realizados em ambiente de laboratório, com temperatura de (23 ± 2) C e 6% de umidade relativa do ar. Embora as argamassas estivessem endurecidas, em média, 2 horas após a moldagem, convencionou-se denominar, neste trabalho, retração "no estado fresco" como sendo aquela medida nas primeiras 24 horas Retração no estado endurecido

7 Foram feitos dois tipos de ensaio de retração com as argamassas endurecidas: a) em placas com as mesmas dimensões dos corpos-de-prova do ensaio de retração no estado fresco - 4 x 15 (mm) e 15 mm de espessura - com relógio comparador de precisão,1 mm. A leitura inicial foi feita logo em seguida à desforma, 48 horas após a moldagem, seguindo-se outras medidas até 28 dias. b) em barras de dimensões 2,5 x 2,5 x 28,5 (cm), seguindo o Projeto de Norma ABNT "Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da variação dimensional (retração linear)" de outubro de 24 (ABNT, 24). A leitura inicial em relógio comparador (precisão,1 mm) foi feita logo após a desforma, que deu-se 48 horas depois da moldagem, seguindo-se outras medidas até 28 dias. A Tabela 7 reúne as principais informações dos ensaios, como dimensões e número de corpos-de-prova de cada um, o tempo decorrido entre a moldagem e a desforma, o tempo entre a desforma e as leituras, e a idade das argamassas na última leitura. Tabela 7 - Dimensões dos corpos-de-prova e tempos decorridos entre a moldagem e as medidas de retração nos estados fresco e endurecido. Tipo de retração Dimensões dos corpos-de-prova (cm) Número de corposde-prova Tempo entre a moldagem e a desforma Tempo entre a desforma e leituras Última leitura Estado fresco Placas 4, x 15, x 1,5 2 A argamassa permanece no molde para as leituras Primeira medida: 1 min 24 horas Estado endurecido Placas 4, x 15, x 1,5 Barras 2,5 x 2,5 x 28, horas Leitura inicial: 1 min Primeira leitura: 24 h 28 dias 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Argamassas industrializadas Os resultados dos ensaios de retração das argamassas industrializadas são apresentados na Figura 3, com as curvas de retração nas placas de dimensões 4 x 15 x 15 (mm) no estado fresco, até 24 horas, e as curvas de retração ocorrida depois da desmoldagem, 48 horas após a desforma, até 28 dias. Observa-se que, na maioria das argamassas, a retração nas primeiras horas é intensa e equivale a uma parcela relativamente grande do valor medido aos 28 dias (Tabela 8). Na tentativa de enriquecer o trabalho interpretando as curvas obtidas, não foi possível compreender o fenômeno de retração do cojunto das argamassas industrializadas estudadas, analisando a influência de características e propriedades como o teor total de finos menores do que,75 mm das misturas secas, o teor de água das misturas e a capacidade de retenção de água. Acredita-se que aditivos normalmente presentes neste tipo de produto para alterar características reológicas e a própria retenção de água possam interferir neste tipo de análise e, portanto, as correlações entre estas características e propriedades e a retração não permitiram uma avaliação conclusiva

8 14 Retração (mm/mm x 1-6 ) ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO A B H G F E D C Tempo (horas) Figura 3 - Retração nos estados fresco e endurecido gráfico com oito argamassas industrializadas. Tabela 8 - Comparação percentual da retração das argamassas industrializadas nas primeiras horas após a moldagem com a medida aos 28 dias. Relação entre retração nas primeiras horas e retração aos 28 dias (%) Tempo no estado fresco/28 dias Argamassas INDUSTRIALIZADAS A B C D E F G H 1 hora/28 dias 14,2 14,6 25,7 5,9 14,9 16,4 6,9 9,3 8 horas/28 dias 67, 67,7 83,7 51,9 52,4 51,6 13,8 28,6 24 horas/28 dias 74,7 75,2 141,4 53,6 52,6 54,7 12,5 28, 3.2 Argamassas mistas A Figura 4 mostra os resultados dos ensaios de retração das argamassas mistas, com as curvas de retração nos estados fresco e endurecido em placas de dimensões 4 x 15 x 15 (mm). Destacando alguns pontos das curvas, observou-se que a retração das quatro argamassas mistas, ocorrida uma hora, oito horas e 24 horas após a moldagem dos corpos-de-prova representa uma parcela percentualmente importante do mesmo fenômeno aos 28 dias (Tabela 9), assim como aconteceu com as argamassas industrializadas

9 Retração (mm/mm x 1-6 ) ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO 1:1:6 1:2:9 1:1:8 1:2: Tempo (horas) Figura 4 - Retração nos estados fresco e endurecido gráfico com quatro argamassas mistas. Tabela 9 - Comparação percentual da retração das argamassas mistas nas primeiras horas após a moldagem com a medidaos 28 dias. Relação entre retração nas primeiras horas e retração aos 28 dias (%) Tempo no estado fresco/28 dias Argamassas MISTAS 1:1:6 1:2:9 1:1:8 1:2:12 1 hora/28 dias 8,7 7,7 2,8 5,6 8 horas/28 dias 49,7 43,6 34,8 35,1 24 horas/28 dias 58,3 6,5 55,6 94,4 Embora com uma amostragem de apenas quatro argamassas mistas, procurou-se também entender melhor o fenômeno de retração a partir de características das argamassas. A melhor correlação aconteceu entre a retração e o teor de finos menores do que,75 mm das misturas secas. A Figura 5 mostra que o valor da retração medida tanto 24 horas após a moldagem dos corpos-de-prova como aos 28 dias aumenta com a quantidade de finos. BASTOS (21) já havia observado esta influência, explicando que o aumento do teor de finos, embora melhore a capacidade de retenção de água, diminui o diâmetro médio dos capilares da argamassa, gerando maior tensão na saída de água durante a secagem

10 Retração em 24 horas (mm/mm x 1-6 ) 4 r =, Teor de finos <,75 mm (%) Retração aos 28 dias (mm/mm x 1-6 ) 8 6 r =, Teor de finos <,75 mm (%) Figura 5 - Correlação entre teor de finos <,75 mm e retração em 24 horas e aos 28 dias - argamassas mistas Ensaio no estado endurecido: comparação placas x barras Foi feita a comparação dos resultados dos ensaios no estado endurecido obtidos em placas e barras aos 28 dias para as argamassas estudadas, no sentido de validar os resultados de placas em relação aos do formato mais conhecido no meio técnico, o da barra 2,5 cm x 2,5 cm 28,5 cm. Nota-se, na Figura 6, uma boa correlação entre os resultados dos dois tipos de corpo-de-prova (r =,92 para as argamassas industrializadas e r =,99 para as mistas). Vale comentar que os valores um pouco maiores de retração nas placas na maioria das argamassas podem ser explicados pela maior área de exposição deste formato de corpo-de-prova em relação ao volume de argamassa. Retração aos 28 dias (mm/mm x 1-6 ) PLACAS BARRAS A B C D E F G H Argamassas industrializadas Retração barras (mm/mm x 1-6 ) INDUSTRIALIZADAS - 28 dias r =, Retração placas (mm/mm x 1-6 ) Retração aos 28 dias (mm/mm x 1-6 ) PLACAS BARRAS 1:1:6 1:2:9 1:1:8 1:2:12 Argamassas mistas Retração barras (mm/mm x 1-6 ) MISTAS - 28 dias r =, Retração placas (mm/mm x 1-6 ) Figura 6 - Comparação da retração no estado endurecido das argamassas aos 28 dias, entre os ensaios em placas e barras

11 4. CONCLUSÕES Os resultados dos ensaios mostram que a retração medida no estado fresco, tanto nas argamassas industrializadas quanto nas argamassas mistas de mistas de cimento, cal e areia estudadas, representa uma parcela significativa da retração comumente medida em corpos-de-prova endurecidos de dimensões 25 x 25 x 285 (mm), aos 28 dias de idade. Os dados obtidos nesta pesquisa permitem também observar que, comparando-se todas as argamassas, nem sempre aquela que apresentou valor mais baixo de retração aos 28 dias foi a que apresentou também valor mais baixo em 24 horas. Sendo assim, sugere-se considerar com cautela a caracterização de argamassas quanto à retração apenas aos 28 dias em estudos sobre este fenômeno. Em trabalhos futuros, a retração de argamassas aplicadas sobre base não absorvente deve ser relacionada com a da argamassa aplicada sobre base porosa. A caracterização em corpos-de-prova isolados é insuficiente para o desenvolvimento de formulações que diminuam a ocorrência de variações dimensionais, procurando evitar a possível ocorrência de fissuras. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Requisitos. Projeto NBR São Paulo, 24. BASTOS, P. K. X. Retração e desenvolvimento de propriedades mecânicas de argamassas mistas de revestimento. São Paulo, 21, p.172. Tese (Doutorado) Universidade de São Paulo. DÉTRICHÉ, C. H. Contribution à l étude des déformations des couches minces de mortiers de liants hydrauliques. Toulouse, 1977, p Tese (Docteur-ingenieur) - Université Paul Sabatier de Toulouse.. Contribution à l étude du comportement des couches minces de mortiers de liants hydrauliques applications aux enduits. Toulouse, 1983, p. 22. Tese (Docteur-ingenieur) - Université Paul Sabatier de Toulouse. VEIGA, M. R. S. Comportamento de argamassas de revestimento de paredes contribuição para o estudo da sua resistência à fendilhação. Portugal, 1998, p Tese (Doutorado) - FEUP. AGRADECIMENTOS ABAI - Associação Brasileira de Argamassa Industrializada ABPC - Associação Brasileira dos Produtores de Cal ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland Químico Valdecir Angelo Quarcioni, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. As argamassas mistas são objeto de estudo em sua tese de doutorado na Escola Politécnica da USP