INFLUÊNCIA DA ESTRUTURA POROSA DOS DIFERENTES MATERIAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE REVESTIMENTO EM ARGAMASSA NO TRANSPORTE E FIXAÇÃO DE ÁGUA

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1 INFLUÊNCIA DA ESTRUTURA POROSA DOS DIFERENTES MATERIAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE REVESTIMENTO EM ARGAMASSA NO TRANSPORTE E FIXAÇÃO DE ÁGUA RESUMO I. N. L. PAES (1); E. BAUER (2); H. CARASEK (3) (1) Engª. Civil, Doutoranda do PECC da Universidade de Brasília Brasil End.: QE 12 Bloco H Apto. 109 Guará I CEP: Brasília-DF-Brasil. isaurapaes@bol.com.br (2) Eng. Civil, Prof. Dr. do PECC-UnB Universidade de Brasília Brasil (3) Engª. Civil, Profª. Drª. do CMEC Universidade Federal de Goiás Brasil. Este trabalho apresenta uma pesquisa experimental, em andamento, realizada para estudar de forma científica e tecnológica à influência da estrutura porosa dos diferentes materiais componentes do sistema de revestimento composto por argamassas mistas (cimento, cal e areia) aplicadas sobre substratos de blocos cerâmico e de concreto - no transporte e fixação de água, nas idades iniciais. Na avaliação desta movimentação de água, dentre outros métodos testados, cabe ressaltar a inovação proferida na instrumentação do conjunto argamassa-substrato através do uso de sensores, desenvolvidos a partir da análise da inter-relação corrente-umidade, a fim de obter um perfil dinâmico (evolutivo) da movimentação de água na absorção, acoplados em diferentes camadas do revestimento. PALAVRAS -CHAVE: argamassa, revestimento, porosidade, transporte de água. INTRODUÇÃO As argamassas de revestimento, desde sua etapa de produção demandam características, exigências e definições peculiares completamente específicas e que, por sua vez, estão diretamente relacionadas à movimentação de água que ocorre entre a argamassa - no estado fresco - e o substrato absorvente. Para isso, a argamassa deve apresentar características adequadas de trabalhabilidade, consistência, plasticidade, coesão, tixotropia e adesão inicial, com fluidez necessária à execução do revestimento, assim como, boa capacidade de retenção de água e adesão. As características destas argamassas, quando em contato com o substrato poroso, serão, possivelmente, principais responsáveis pelo desempenho dos revestimentos podendo influir em problemas sérios que estes possam apresentar, tais como: retração, fissuração, desplacamento, manchamento e outros. Assim, a entrada, o transporte e a saída de água podem gerar muitos problemas nas edificações. Apesar do avanço empreendido no estudo dos sistemas de revestimentos, muitas lacunas ainda encontram-se presentes, principalmente no que tange às pesquisas voltadas ao entendimento dos mecanismos de transporte de água e a concepção de modelos que permitam correlacionar os parâmetros que caracterizam este fluxo com a estrutura porosa dos materiais. Sendo assim, esta pesquisa experimental visa estudar de forma científica e tecnológica alguns questionamentos relacionados à influência da estrutura porosa dos diferentes materiais componentes do sistema de revestimento. Este estudo inicial avalia a movimentação de água da argamassa fresca-substrato através de uma única composição de argamassa (1:1:6, cimento, cal e areia, em volume), sobre dois tipos de substratos (bloco cerâmico e bloco de concreto) e sem a utilização de chapisco. Posteriormente, serão desenvolvidos outros estudos com variações na composição granulométrica das argamassas de revestimento além, da utilização de técnicas de análise microestrutural, tais como, porosimetria por intrusão de mercúrio e imagens de micrografias digitalização e binarização. 343

2 MATERIAIS E MÉTODOS Substrato ou Base Dois tipos de blocos, bastante utilizados na execução de alvenarias no Brasil, foram empregados nesta pesquisa, sendo eles: bloco de concreto estrutural e bloco cerâmico estrutural. Os dois tipos de blocos foram caracterizados segundo os ensaios mostrados nas Tabelas II e II. Tabela I- Resultados de caracterização dos blocos cerâmicos. Ensaios Absorção de água (a %) Taxa inicial de sucção Resistência à compressão Dimensões Método de ensaio MB-3459 (ABNT, 1991) Número de determinações Resultado médio Coeficiente de variação (%) 50 20,29 4,16 ASTM C ,31 g/30 pol 2 /min. 8,69 MB-3459 (ABNT, 1991) MB-3459 (ABNT, 1991) a = altura; l = largura; c = comprimento. 12 4,52 6,35 12 a = 11,5 cm l = 19,0 cm c = 38,5 cm Tabela II- Resultados de caracterização dos blocos de concreto. Método de Número de Coeficiente de Ensaios Resultado médio ensaio determinações variação (%) Absorção de água MB ,09 6,86 (a %) (ABNT, 1991) Taxa inicial de ASTM C ,33 12,25 sucção Resistência à MB ,67 9,62 compressão (ABNT, 1991) Dimensões MB-3459 (ABNT, 1991) a = altura; l = largura; c = comprimento. Argamassa de revestimento 12 a = 14,0 cm l = 19,0 cm c = 39,0 cm Nesta pesquisa utilizou-se uma argamassa mista constituída dos seguintes materiais: cimento Portland CPII-F-32, cal hidratada CH-I (sem aditivo) e areia natural fina, sendo esta argamassa executada com traço 1:1:6, em volume (cimento:cal:areia), as características básicas destes materiais encontram-se nas Tabelas III a V. Tabela III- Caracterização básica da areia empregada na argamassa de revestimento. Método de Ensaio Característica determinada Percentagem retida Composição Granulométrica 6,3 mm 4,8 mm 2,4 mm acumulada 0,5 1 2 NBR 7217 (ABNT, 1987 C ) 1,2 mm 4 0,6 mm 15 0,3 mm 0,15 mm 0,075 mm Módulo de Finura ,82 NBR 7219 (ABNT, 1987 D ) Material pulverulento 2,04 % NBR 7251 (ABNT, 1982 C ) Massa específica aparente 1,51 kg/dm 3 3,15 3,13 Tabela IV- Resultados da caracterização física do cimento. 344

3 Característica Método de Ensaio Número de Resultado médio determinada determinações Massa unitária NBR 7251 (ABNT, 1982) 3 1,19 kg/dm 3 Massa específica NBR 9676 (ABNT, 1987) 2 3,09 kg/dm 3 Finura NBR (ABNT, 1991) 1 3,17 % Tabela V- Resultados da caracterização física da cal. Característica Método de Ensaio Número de Resultado médio determinada determinações Massa unitária NBR 7251 (ABNT, 1982) 3 0,59 kg/dm 3 Massa específica NBR 9676 (ABNT, 1987) 2 3,12 kg/dm 3 Finura NBR 9289 (ABNT, 1986) 1 3,19 % METODOLOGIA ) - Procedimento para aplicação da argamassa de revestimento Preparação da Base A argamassa foi lançada sobre blocos não chapiscados, pois, o uso deste tem a função de regularizar a absorção de água e a porosidade da base. Logo, para esta pesquisa em particular, é mais interessante analisar a situação mais crítica, ou seja, sem a utilização deste pré-tratamento do substrato. Aplicação da argamassa Para minimizar o efeito da variável mão-de-obra (a qual não faz parte do escopo da pesquisa), idealizou-se um dispositivo para a aplicação da argamassa, onde o pedreiro tenha o mínimo de interferência no processo. Este dispositivo consiste de uma caixa de queda, da qual a argamassa de revestimento foi lançada de uma altura padrão, em queda livre, mantendo-se fixa a força de impacto da chegada da argamassa ao substrato. O substrato colocado sob essa caixa, com a face a revestir na horizontal e voltada para cima, recebeu a argamassa sob impacto. Após a queda da argamassa de revestimento, esta foi regularizada superficialmente sem aplicação de esforço através de procedimento padronizado. A altura de queda da argamassa foi avaliada a partir de testes baseados na determinação da massa específica das argamassas de revestimento, de modo a verificar se os valores obtidos com a utilização da caixa-de-queda são compatíveis com os normalmente observados quando da aplicação convencional do revestimento. Com este estudo-piloto verificou-se que a altura de 40 cm foi a que ocasionou resultados mais condizentes com a prática de obra. A Fotografia 1 mostra a caixa-de-queda utilizada na pesquisa. Figura 1- Fotografia do uso da caixa-de-queda no lançamento da argamassa sobre o substrato. 345

4 Após a queda da argamassa de revestimento, esta foi alisada com desempenadeira de madeira através de procedimento padronizado. A espessura do revestimento foi fixada em 25 mm e a obtenção desta espessura foi feita com uso de gabarito fixado sobre a face do substrato a revestir. Instrumentação do conjunto argamassa-substrato Para a avaliação do transporte de água do revestimento foram desenvolvidos sensores baseados na análise da inter-relação de medidas de corrente-umidade. Estes foram acoplados ao conjunto bloco-argamassa, a fim de se obter um perfil dinâmico (evolutivo) da movimentação de água na absorção, em diferentes camadas do revestimento. O sensor testado neste estudo consiste de um anel de PVC com 20 mm de diâmetro x 5 mm de altura, preenchido com argamassa de cimento e areia com traço (1:5, em massa) e com dois eletrodos embutidos (fio de aço inox), espaçados de 5 mm um do outro. Os referidos sensores foram acoplados em diferentes pontos do conjunto substrato-argamassa (próximo à superfície do revestimento, na interface bloco-argamassa e no bloco) de forma a monitorar o transporte de umidade da argamassa fresca para o substrato. Este monitoramento foi realizado com o auxílio de uma fonte de alimentação regulada DC, da marca Minipa, que possui duas fontes independentes e uma fixa (5V), com capacidade de saída de 30 V e 3 A e um amperímetro. A Figura 2 mostra como foi realizado este monitoramento. Figura 2: Fotografia 2- Monitoramento do transporte de água da argamassa através do uso de sensores. Além do uso dos sensores, para a medição do transporte de umidade argamassa-substrato, utilizou-se um método adotado por SCARTEZINI (2002). As argamassas foram aplicadas sobre os blocos e, em intervalos de tempo pré-determinados (0, 1, 3, 5, 10, 15 e 30 minutos) foram retiradas amostras e submetidas à secagem em estufa, para det erminar o seu teor de umidade. As amostras foram retiradas em três camadas, de 8 mm, (através da utilização de gabarito metálico), sendo uma camada em contato com o bloco, outra em uma posição intermediária e a terceira camada mais próxima da superfície. Após a secagem das amostras de argamassa, foi determinado o percentual de perda de água, em relação ao teor de umidade da argamassa antes da aplicação. A Fotografia Figura 3 mostra a retirada das camadas de revestimento de argamassa com o uso do gabarito metálico. 346

5 Figura 3- Avaliação da perda de água, por absorção do substrato. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os gráficos 1 e 2 mostram os resultados obtidos com relação à cinética da movimentação de água, através da retira de camadas de argamassa, nos tempos avaliados (0,1, 3, 5, 10, 15 e 30 minutos), bem como, através do uso de sensores. Movimentação de água da argamassa - Bloco de Concreto Grau de Saturação (%) Tempo (min.) Camada superficial Camada arg-bloc Sensor na interf. arg-bloco Camada intermediária Sensor superficial Figura 1- Movimentação de água da argamassa através da retirada de camadas e do uso de sensores Bloco de concreto. 347

6 Movimentação de água da argamassa - Bloco Cerâmico Grau de Saturação (%) Tempo (min.) Camada superficial Camada arg-bloc Sensor na interf. arg.-bloco Camada intermediária Sensor superfície Figura 2- Movimentação de água da argamassa através da retirada de camadas e do uso de sensores Bloco cerâmico. Os resultados dos ensaios mostraram que para todas as amostras analisadas, utilizando-se bloco cerâmico e de concreto, o comportamento foi o mesmo entre blocos de mesma natureza, porém, com comportamentos distintos quando se compara bloco cerâmico e bloco de concreto. No bloco de concreto, tanto na retirada de camadas de argamassa como no uso de sensores, a estrutura porosa do bloco de conc reto se mostrou determinante na perda de água da argamassa, sendo esta mais intensa justamente na interface argamassa-bloco. De outra forma, para o bloco cerâmico, nas duas formas analisadas retirada de camadas da argamassa e sensores a maior parcela de perda de água da argamassa, nos instantes iniciais (35 minutos) foi por evaporação e exudação. No entanto, em tempos mais prolongados (2 horas), percebeu-se que a movimentação de água, quando do uso de bloco cerâmico, se processa de forma mais intensa que no bloco de concreto, o que demonstra a importância da estrutura porosa dos materiais componentes do revestimento.. CONCLUSÕES Do estudo realizado pode-se enumerar as seguintes conclusões: Com relação ao mecanismo de transporte de água, que envolve as argamassas mistas de revestimento a substratos porosos, notou-se que as características de poros dos materiais componentes são extremamente distintas e relevantes no fenômeno em questão; O bloco de concreto, apesar de possuir uma absorção de água inicial (IRA) maior que a do bloco cerâmico, ao longo do tempo, ao contrário do esperado, absorve uma menor quantidade de água, comparativamente ao segundo. No entanto, a absorção de água da argamassa pelo bloco de concreto se mostrou mais intensa, nos instantes analisados (0, 1, 3, 5, 15 e 30 minutos), onde a camada da interface absorveu maior quantidade de água da argamassa, seguida pela camada mais superficial e pela camada da interface, o que mostra que a absorção capilar do substrato exerce ação determinante no processo. No caso dos sensores, a inter-relação corrente-umidade se mostrou bastante satisfatória, o que indica a exeqüibilidade de sua aplicação no estudo da movimentação de água do revestimento em argamassa. Logo após o lançamento da argamassa fresca aos substratos porosos notou-se os maiores valores de corrente, com o decréscimo desta à medida que a argamassa perdia água para o sistema e para o ambiente. O comportamento dos sensores, nas diferentes posições analisadas, 348

7 mostrou diferenças com relação aos substratos utilizados, porém, condizentes com o método de amostras retiradas de argamassa. LAWRENCE, S. J.; CAO, H. T. Microstructure of the interface brick and mortar. In: INTERNATIONAL BRICK AND BLOCK MASONRY COMFERENCE, 8 TH, Dublin, Sept , Proceedings. London, Elsevier, v. 1, p SATO, N. M. N. Análise da porosidade e de propriedades de transporte de massa em concretos. São Paulo, p. Tese (doutorado) Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. SCARTEZINI, L. M. B. Influência do tipo e preparo do substrato na aderência dos revestimentos de argamassa: Estudo da evolução ao longo do tempo, influência da cura e avaliação da perda de água da argamassa fresca. Goiânia, p. Dissertação (mestrado) Escola de Engenharia Civil, Universidade de Goiás. 349

8 INFLUENCE OF THE POROUS STRUCTURE MATERIAL DIFFERENT DOS COMPONENT OF THE SYSTEM OF COVERING IN MORTAR IN THE TRANSPORT AND FIXATION OF WATER ABSTRACT I. N. L. PAES (1); E. BAUER (2); H. CARASEK (3) (4) Engª. Civil, Doutoranda do PECC da Universidade de Brasília Brasil End.: QE 12 Bloco H Apto. 109 Guará I CEP: Brasília-DF-Brasil. isaurapaes@bol.com.br (5) Eng. Civil, Prof. Dr. do PECC-UnB Universidade de Brasília Brasil Engª. Civil, Profª. Drª. do CMEC Universidade Federal de Goiás Brasil This work presents an experimental research, in process, accomplished to study from a scientific and technological way to the influence of the porous structure of the different component materials of the covering system - composed by mixed mortars (I cement, lime and sand) applied on base of ceramic blocks and of concrete - in the transport and fixation of water, in the initial ages. In the evaluation of this movement of water, among other tested methods, it fits to emphasize the innovation uttered in the instrumentation of the group mortar-base through the use of sensor, developed starting from the analysis of the interrelation current-humidity, in order to obtain a dynamic profile (evolutionary) of the movement of water in the absorption, coupled in different layers of the covering. Key-words: mortar, covering, porosity, transport of water 350