4º Congresso Português de Argamassas e ETICS. Análise da aderência de argamassas produzidas com agregados miúdos reciclados.

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1 4º Congresso Português de Argamassas e ETICS Análise da aderência de argamassas produzidas com agregados miúdos reciclados. João Machado de Lima Burle Angela Borges Masuero Luciana Cordeiro Cardoso (autor 2) (autor 3) (autor 1) NORIE-UFRGS/Brasil NORIE-UFRGS/Brasil UFRGS/Brasil angela.masuero@ufrgs.br lupcordeiroo@gmail.com cardoso_jmlb@hotmail.com Resumo: A grande produção de residuos provenientes da construção civil e a má disposição destes nos perímetros urbanos, aliados ao crescente número de empecilhos para obtenção de agregados exigem que encontremos modos mais racionais de aproveitamento dos materiais residuais. Este trabalho tem por objetivo investigar a resistência de aderência à tração de argamassas produzidas com agregado miúdo reciclado. Os resíduos utilizados foram resíduos de concreto, resíduo de britagem e como referência utilizou-se areia natural de origem quartzosa. Durante a produção das argamassas de revestimento estabeleceu-se como fatores controláveis a relação água/cimento (a/c), o tipo de agregado e o traço. Como variável de resposta tem-se a resistência de aderência à tração. Os resultados obtidos mostraram que embora o agregado míudo reciclado tenha um bom potencial de aproveitamento o seu desempenho em substituição total ao agregado natural está aquem do aceitável. As lacunas de conhecimento sobre este ainda são inúmeras e novos estudos precisam ser feitos afim de que estas sejam preenchidas. Palavras chave: agregado miúdo reciclado, argamassa de revestimento, areia de britagem, resíduo de concreto. 1. INTRODUÇÃO O setor da construção civil cresce a um ritmo impressionante, nos últimos anos o Brasil, vem acumulando um crescimento sempre acima do mostrado pelo PIB. Logicamente, vários benefícios foram trazidos pela prosperidade alcançada pelo setor, uma maior acessibilidade à moradia própria para a população, geração de empregos diretos e

2 indiretos, entre tantos outros. Mas este crescimento também fez com que surgissem novos desafios para a sociedade brasileira. O que se mostra mais desafiador é o impacto ambiental inerente a essa atividade. Atualmente 45 a 70% dos resíduos sólidos são resíduo de construção e demolição, este valor varia de acordo com a região (IBGE). Uma das maneiras mais eficientes de se evitar o desperdício de recursos e de se reduzir danos ao meio ambiente, é a reciclagem, que se mostra como uma maneira eficiente de se contornar esses problemas. Sendo feito o reaproveitamento do material residual produzido pela construção civil se reduziria tanto a poluição causada pela sua má disposição no meio ambiente como o impacto causado pela extração dos minerais que lhe servem de matéria prima. A presente pesquisa tem como objetivo avaliar a influença do tipo de agregado miúdo na resistência de aderência à tração de argamassas de revestimento. Os agregados miúdos utilizados nesta pesquisa foram resíduo de concreto, resíduo de britagem e areia natural de origem quartzosa. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Os materiais utilizados para confecção das argamassas de revestimento foram cimento Portland CPIV, cal hidratada, agregado miúdo reciclado de britagem, agregado miúdo reciclado de concreto, agregado miúdo natural de origem quartzosa e o tipo de substrato adotado foi uma base de concreto. 2.1 Caracterização dos materiais A seguir estão listados os ensaios utilizados para caracterização dos materiais utilizados neste estudo Massa específica e massa unitária A massa específica do material pode ser definida como a massa do material por unidade de volume, incluindo os vazios internos do mesmo. A massa específica dos agregados miúdos, reciclado foi determinada de acordo com a NBR NM 52 (ABNT, 2003) 1, que prescreve o uso do frasco de Chapman. Já a massa específica do cimento e da cal foi determinada segundo a NBR NM 23 (ABNT, 2000) 2, que estabelece o método de determinação da massa por meio do frasco volumétrico de Le Chatelier, sendo a massa real obtida através do deslocamento do líquido no interior do recipiente. A massa unitária foi utilizada para verificar qual o grau de empacotamento do agregado, ou seja, como ele se distribui em um determinado volume. O método de ensaio utilizado foi o da NBR NM 45 (ABNT, 2006) Taxa de absorção de água dos agregados reciclados A taxa de absorção de água do agregado reciclado miúdo tem grande influência na dosagem de água de argamassas a serem produzidas. Esta verificação foi muito importante já que os agregados reciclados possuem em geral características de grandes absorções de água, fator que pode influenciar negativamente em fenômenos como a

3 retração por secagem em argamassas se não for considerado. O método utilizado para determinação da taxa de absorção foi o proposto por Leite et. al (2011) 4. A amostra é colocada em estufa para secar. Após 24 horas o resíduo é submerso em água, neste instante inicia o monitoramento de ganho de massa do material ao longo de 24 horas. 2.2 Produção do agregado miúdo reciclado O resíduo de britagem utilizado neste trabalho foi coletado em uma pedreira situada na cidade de Caxias do Sul. Já o resíduo de concreto, for produzido em laboratório e em seguida foi beneficiado. O beneficiamento deu-se através de uma britagem primária em um britador de mandíbulas (figura 1_a), que esmaga as partículas gerando grãos maiores; seguida por uma britagem secundária em um moinho do tipo rolo para ajuste da granulometria (figura 1_b). Figura 1_a Moinho de mandíbulas Figura 1_b- Moinho de rolo O agregado miúdo utilizado tem dimensões padronizadas em quatro faixas granulométricas 1,2, 0,6, 0,30 e 0,15 mm, representando cada uma 25% do agregado miúdo. O resíduo britado, foi peneirado e separado nas 4 frações. Ao fim do processo, obteve-se cerca de 30 kg de resíduo em cada uma das frações. 2.3 Produção do substrato de concreto As dimensões do substrato utilizado são de (35x25x5)cm. Esta dimensão padrão foi escolhida com base no número de arrancamentos e espaçamentos entre corpos-de-prova necessários de acordo com a NBR (ABNT, 2010) 5. A NBR prevê a extração de, no mínimo, 12 corpos-de-prova por combinação, sendo, então, necessários 2 corpos-de-prova para atender a exigência da norma pois, cada prisma, permite o ensaio de 6 corpos-de-prova.

4 2.3 Produção da argamassa Diferentemente do concreto, que possui diversos métodos racionais de dosagens, a argamassa ainda não dispõe de um método que tenha sido totalmente reconhecido no meio técnico nacional. Para as argamassas de revestimento, têm-se adotado com mais freqüência traços do tipo 1:1:6 (cimento:cal:areia, em volume), que em média, representa 20% de aglomerante (cimento e cal) e 80% de agregado miúdo. Optou-se então pela utilização do traço acima citado para a produção das argamassas. Uma vez que o traço foi previamente escolhido passou-se para a etapa de produção de argamassas. O processo iniciava com o préumidecimento do agregado miúdo, 24 horas antes da mistura, este material ficava vedado para evitar a perda de água até o momento do ensaio. A mistura da argamassa acontecia em uma argamassadeira, a ordem de mistura dos materiais foi: agregado miúdo, cimento, cal e água. O tempo de mistura foi 1 minuto, seguido de pausa e mistura por 30 segundos para retirar o excesso de material das paredes da argamassadeira e mais 1 minuto e 30 segundos para se alcançar a consistência desejada, que era de 260 ± 10 mm. Logo após a produção da argamassa partiu-se para a execução do revestimento nos blocos concreto e ensaios de caracterização, para verificar se a mistura dos materiais constituintes das argamassas foi eficiente. 2.4 Preparação dos revestimentos Para minimizar o efeito da variável mão-de-obra, a qual não faz parte do escopo da pesquisa, idealizou-se um dispositivo denominado de caixa de queda para a aplicação da argamassa, a uma energia de aplicação constante. O substrato colocado sob essa caixa, em face de 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 por meio de sarrafeamento (figura 2_b). Figura 2_a Caixa de queda Figura 2_b- Bloco revestido com argamassa

5 2.5 Propriedades da argamassa no estado fresco Analisar as propriedades das argamassas no estado fresco é de grande valia, visto que estas estão diretamente ligadas ao seu desempenho no estado endurecido. Os ensaios realizados para este fim estão descritos nos itens que seguem Índice de consistência O índice de consistência das argamassas, em sua maioria, é mensurado segundo a norma NBR (ABNT, 2005) 6. A metodologia de ensaio consiste na medida do espalhamento (diâmetro) de uma amostra de argamassa, moldada em um molde com a forma de um tronco de cone sobre a mesa padrão de ensaio. No caso deste trabalho fixouse este índice em 26cm ± 1cm. 2.6 Propriedades da argamassa no estado endurecido Os ensaios realizados para este fim estão descritos nos itens que seguem Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão Na resistência à tração na flexão são utilizados corpos de prova prismáticos de seção transversal quadrada. Os corpos de prova são rompidos a tração na flexão e posteriormente as duas partes restantes são rompidas a compressão. A prensa utilizada para a execução deste ensaio foi da marca Shimadzu AG 100kNG. São avaliados no ensaio o módulo de ruptura do material e sua tenacidade, onde a carga de ruptura corresponde, geralmente, à tensão máxima obtida no ensaio antes que a fibras passem a atuar, e a tenacidade à medida da quantidade de energia absorvida pelo material até a ruptura, a norma que prescreve este ensaio é a NBR (ABNT, 2005) Resistência de aderência à tração O ensaio de determinação da resistência de aderência à tração foi realizado segundo orientações da NBR (ABNT, 2010) 5. Esta verificação é de grande valia já que esta é um ensaio que determina como a argamassa de revestimento de comportará ao ser aplicada sobre o substrato estudado, verificando sua vida útil e se ela alcançará a resistência mínima pré-estabelecida em obra garantindo a segurança e bem estar aos usuários da edificação. A análise de como se dá a ruptura no momento do arrancamento também é essencial já que indica o ponto fraco do sistema de revestimento (figura 6_a). Segundo Carasek (2007), a ruptura pode ser do tipo coesivo, quando ocorre no interior da argamassa ou da base (tipos B e C, da figura 3_a), os valores são menos preocupantes, ao menos que sejam muito baixos. A ruptura pode ser do tipo adesivo (tipo A), ou seja, ocorre na interface argamassa/substrato. Neste caso os valores devem ser mais elevados, pois existem potencial maior para patologias. A ruptura do tipo D significa que a porção mais fraca é a camada superficial do revestimento, significando, em caso de valores são baixos, que a resistência superficial é inadequada (pulverulência). E finalmente na ruptura

6 do tipo E houve um defeito de colagem, devendo este ensaio ser desprezado. Para a realização deste se utilizou aderímetro Pavitest, com resolução de 1,00kgf (figura 3_b) Figura 3_a: Tipos de ruptura no ensaio de determinação da resistência de aderência à tração de revestimento Fonte CARASEK, 2007 Figura 3_b: Aderímetro utilizado na execução dos arrancamentos 3 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS Nos itens que seguem estão apresentados os resultados e análises dos ensaios realizados. 3.1 Resistências à tração na flexão e à compressão Os resultados obtidos nos ensaios de resistência a tração na flexão estão expressos na tabela 1 e figura 4. Tabela 1 Resultados do ensaio de resistência à tração na flexão Tração na flexão - 4mm/min Tipo de Areia Carga (MPa) Rt média (Mpa) Tipo de Areia Carga (MPa) Rt média (Mpa) Tipo de Areia Carga (MPa) Rt média (Mpa) AC1 0,50 AB1 0,50 AN1 0,58 AC2 0,54 AB2 0,44 AN2 0,66 AC3 0,54 AB3 0,40 AN3 0,7 0,49 0,39 AC4 0,5 AB4 0,50 AN4 0,72 0,68 AC5 0,4 AB5 0,48 AN5 0,72 AC6 0,46 AB6 0,00 AN6 0,68 Areia de concreto Areia de britagem Areia Natural Figura 4 Resultados do ensaio de resistência à tração na flexão

7 De modo geral, os valores de resistência à tração na flexão das argamassas preparadas com agregados miúdos reciclados foram menores do que às preparadas com areia natural, sabe-se que em geral o desempenho de argamassas com resíduos é inferior que o de argamassas com areia natural. Miranda et al (2003) 8, por exemplo, obtiveram para uma mesma condição valores superiores a 0,90 Mpa. A tabela 2 e a figura 5 a seguir apresentam os resultados de resistência à compressão. Tomando o estudo feito por Miranda et al (2003) 8 como referência os valores obtidos encontram-se de acordo com o esperado que seria maior ou igual 2 MPa. Tabela 2 Resultados do ensaio de resistência à compressão Resistência à compressão - 2mm/min Tipo de Areia Carga (MPa) Tipo de Areia Carga (MPa) Tipo de Areia Carga (MPa) AC11 2,32 AB11 2,50 AN11 4,80 AC12 2,38 AB12 2,42 AN12 4,44 AC21 1,96 AB21 2,92 AN21 5,98 AC22 2,20 AB22 2,84 AN22 5,88 AC31 2,36 AB31 2,72 AN31 5,86 AC32 2,64 AB32 2,24 AN32 6,10 AC41 2,38 AB41 3,02 AN41 4,56 AC42 2,38 AB42 2,74 AN42 5,98 AC51 2,60 AB51 2,98 AN51 4,88 AC52 2,24 AB52 2,88 AN52 5,20 AC61 2,34 AB61 2,46 AN61 4,06 AC62 2,16 AB62 2,88 AN62 4,02 Média 2,33 Média 2,72 Média 5,15 Areia de concreto Areia de britagem Areia natural Figura 5 Resultados do ensaio de resistência à compressão 3.2 Resistências de aderência à tração A figura 6 apresenta os resultados médios obtidos na determinação da resistência de aderência à tração das argamassas de revestimento com espessura de 30 mm, aplicadas

8 sobre blocos cerâmicos a alturas variáveis. Considerando a exigência da NBR (ABNT, 2010); um revestimento para ser utilizado como revestimento externo de um edifício precisa ter resistência de tração maior ou igual a 0,30 MPa. Das 3 argamassas estudadas apenas 1 apresentou resultado satisfatório as considerações da norma, e podem ser utilizadas para tal fim. Que foi a argamassa produzida com agregado miúdo natural. Figura 6 Resultados do ensaio da resistência de aderência à tração Dentre as formas de rupturas ocorridas, tem-se a do tipo adesiva (interface substrato/argamassa), observada nas argamassas produzidas nas 4 alturas. Tal fato representa que, existe um potencial elevado para patologias. A ruptura do tipo coesiva (argamassa/argamassa) foi visível nas argamassas preparadas nas alturas A1, A3 e A4, no entanto, os valores obtidos nestas argamassas não são menos preocupantes. Como também as rupturas que representam problemas de colagem, que foram observadas nas alturas A 1, A3 e A4, numa menor freqüência. 4. CONCLUSÕES De modo geral, os resultados obtidos foram satisfatórios ao propósito desta pesquisa: que foi a investigação da resistência de aderência de revestimentos argamassados feitos de resíduo de construção e demolição sobre substratos de concreto, concentrando-se na análise das principais propriedades de argamassas com resíduo, no estado fresco e endurecido, preparadas com a energia da caixa de queda. Foi possível concluir pelos resultados que o resíduo de concreto tem um maior potencial de aproveitamento que a areia de britagem, dado que, desennvolveu um melhor desempenho em dois dos três ensaios, porém ambos os agregados resultaram em argamassas que não atinjiram os valores mínimos exigidos. Deduziu-se também que a substituição total do agregado natural pelo RCD( resíduo de construção e demolição) em argamassas não é viável com as técnicas usadas atualmente e inúmeros aspectos dos agregados residuais ainda precisam ser estudados afim de se tornar o seu uso uma alternativa real.

9 Referências [1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente. NBR NM 52. Rio de Janeiro [2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento portland - Determinação de massa específica. NBR NM 23. Rio de Janeiro, [3] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. NBR NM 45. Rio de Janeiro, [4] LEITE, M. B.; CORDEIRO, L.N.P; MASUERO, A. B.; DAL MOLIN, D. C. C. Proposta de adaptação do procedimento proposto por Leite (2001) para determinação da absorção de agregados reciclados de resíduo de construção demolição. In CONGRESSO INTERNACIONAL SOBRE PATOLOGIA E REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS, 7º, 2011, Fortaleza. Anais CINPAR, [5] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Revestimentos de paredes e tetos em argamassas inorgânicas Determinação da resistência de aderência à tração. NBR Rio de Janeiro, [6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Preparo da mistura e determinação do índice de consistência. NBR Rio de Janeiro, [7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. NBR Rio de Janeiro, 2005.