UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DURABILIDADE DE REVESTIMENTOS EXTERIORES DE PAREDE EM REBOCO MONOCAMADA

Transcrição

1 UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DURABILIDADE DE REVESTIMENTOS EXTERIORES DE PAREDE EM REBOCO MONOCAMADA Marisa Betânia de Oliveira Antunes Quintela Licenciada em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Construção de Edifícios Orientadora: Maria Helena Póvoas Corvacho Co-Orientador: Vasco Manuel Araújo Peixoto de Freitas Março de 2006

2 Ao Rui

3 III

4 IV

5 V AGRADECIMENTOS Pretendo manifestar o meu profundo agradecimento a todos aqueles que me apoiaram na realização do presente trabalho. Destaco a confiança e apoio recebidos da Professora Maria Helena Corvacho, para quem as palavras de agradecimentos são muitas e se devem a ter-me orientado com dedicação neste trabalho, transmitindo-me conhecimentos, rigor científico e incentivos fundamentais à concretização dos objectivos a que me propus. Ao Professor Vasco Peixoto de Freitas, co-orientador científico e director do Laboratório de Física das Construções, pelo apoio na revisão critica da dissertação que tanto contribuiu para o seu enriquecimento e pela ajuda incansável na resolução dos mais variados imprevistos durante a fase experimental. Ao Eng.º Luís Silva em representação da WEBER-CIMENFIX, Lda pelo apoio, disponibilidade e dedicação sem os quais a realização deste trabalho não teria sido possível. À professora Madalena Dias por facilitar a realização dos ensaios de porosimetria de mercúrio no Laboratório de Processos de Separação e Reacção. Ao Eng.º Luís Matos pela disponibilidade na realização desses ensaios. À Eng.ª Vera Mata por se dispor prontamente a ajudar na análise dos resultados de porosimetria. À Karin pelo tratamento dos dados do METEONORM, fazendo a conversão da radiação global na horizontal através de uma rotina do TRNSYS para a radiação incidente numa superfície vertical em função da orientação. À ARALAB, Lda, nas pessoas do Dr. Mendes Pereira e Sr. Pedro Jesus, cuja atenção possibilitou a rápida resolução de contratempos relacionados com o equipamento de envelhecimento. Agradeço a todos os meus colegas do Instituto da Construção pela amizade, em particular à Eng.ª Alexandra Correia Barbosa e ao Eng.º Paulo Marques pela compreensão e incentivo. Não posso esquecer a compreensão e ajuda na partilha de equipamento da Eng.ª Ana Sá e do Eng.º Nuno Ramos. Nem o Eng.º Nuno Machado pela sua amizade e incansável disponibilidade. À Eng.ª Inês Flores pela partilha de informação. A todos aquele que verdadeiramente me querem bem, sem os quais seria impossível realizar qualquer esforço. Aos meus pais, realçando a preciosa ajuda do meu pai no tratamento das maquetes. Aos meus sogros pelo carinho. Ao Rui por fazer parte da mim.

6 VI

7 VII RESUMO As crescentes preocupações com a racionalização dos custos, com o cumprimento de prazos, com a qualidade do trabalho, com as questões relacionadas com a limpeza, arrumação e espaço disponível no estaleiro, impulsionaram a utilização de argamassas industriais no revestimento de paredes. O reboco monocamada é constituído por uma argamassa industrial concebida para revestimento exterior, aplicada numa só camada e que pretende cumprir todas as funções de protecção e decoração conseguidas por um sistema multi-camada. Sabe-se que para garantir um desempenho adequado do revestimento é determinante o cumprimento de regras que abrangem todas as fases do processo, desde a concepção até à utilização. No nosso edificado encontramos, independentemente da idade, bons e maus exemplos de desempenho do revestimento monocamada. A experiência na aplicação destes produtos, em Portugal, ainda não é suficiente para concluir sobre a sua durabilidade, comparativamente com os rebocos correntes, não se conhecendo claramente a evolução das principais características de desempenho ao longo do tempo. Com o objectivo de caracterizar a durabilidade deste tipo de reboco, no Laboratório de Física das Construções (LFC) da FEUP, foi desenvolvida uma vasta campanha experimental. Tendo como base um produto do mercado, o objectivo passou por: caracterizar o tipo de solicitações que mais afectam as suas propriedades; avaliar a possibilidade de, com ensaios em laboratório, identificar curvas de degradação ao longo do tempo; analisar a sua capacidade para continuar a satisfazer as exigências funcionais da parede após o envelhecimento previamente definido. A metodologia deste trabalho passou pela avaliação das propriedades do revestimento no estado inicial e após ter sido submetido a determinados ciclos de envelhecimento artificial acelerado, para posterior comparação. Foram desenvolvidos três procedimentos distintos de envelhecimento artificial acelerado. Foi também desenvolvida uma estação de envelhecimento natural para a realização de ensaios de avaliação do reboco in situ. Estes ensaios são fundamentais como complemento da análise dos ensaios de envelhecimento acelerado. Possibilitam a confirmação e o ajuste das curvas de degradação, que são base fundamental para a previsão da vida útil. Atendendo ao tempo limitado para a realização deste trabalho, o tempo de envelhecimento natural máximo avaliado foi apenas de 21 meses. Com este trabalho pretende-se dar um contributo para o conhecimento do comportamento deste tipo de revestimento, ao longo do seu envelhecimento, relativamente à sua capacidade de impermeabilização, aderência ao suporte e estabilidade de coloração. Palavras-chaves: Revestimentos de parede, Reboco monocamada, Monomassa, Durabilidade, Vida útil, Envelhecimento artificial acelerado, Envelhecimento natural.

8 VIII

9 IX ABSTRACT The increasing concerns with costs rationalization, fulfilment of deadlines, quality of work, cleaning-up related questions and space availability at the construction site, boosted the usage of industrial mortars. One coat rendering mortar for external use is a designed rendering mortar applied in one coat, which fulfils all the functions of a multicoat system used externally and is usually specially coloured. To ensure an adequate performance of the rendering it is essential to fulfil the requirements including all the phases of the process, from the design till in-use conditions. Regardless of age, good and bad examples of one coat rendering mortar performance can be found in Portuguese buildings. Comparatively to multicoat rendering system, the experience on the application of such products in Portugal, is not yet long enough to conclude about its durability. With the purpose of testing the durability of such mortar, a vast experimental campaign was conducted, in the LFC. The intention was to characterize the most significantly degradation agents; to evaluate the possibility of, with laboratory testing, identify performance-over-time functions; to evaluate its capacity to satisfy the essential requirements, after being submitted to ageing procedures. This work s methodology consisted in evaluating the properties of the rendering at its initial state and after having been submitted to artificial accelerated ageing procedures. Three different procedures have been developed. Natural ageing tests were also used in order to adjust the performance-over-time functions, which are indispensable for service life prediction. Due to the limited time available to carry out this work, the rendering mortar was only tested with a natural exposure time of 21 months. This work aims to contribute to a better understanding of the one coat rendering mortar s performance and its evolution over time in terms of water permeability, adhesion and colour stability. Keywords: External renders, One-coat rendering mortar, Durability, Service life, Artificial accelerated ageing, Natural ageing test.

10 X

11 XI DURABILIDADE DE REVESTIMENTOS EXTERIORES DE PAREDE EM REBOCO MONOCAMADA ÍNDICE GERAL 1 Introdução Considerações iniciais Interesse e objectivos do trabalho Organização e estrutura do texto Durabilidade Conceitos Quantificação da durabilidade Métodos para estimar a durabilidade Ensaios de envelhecimento Previsão da vida útil recorrendo a ensaios experimentais Revestimento exterior de parede em monocamada Caracterização geral do Produto Generalidades Constituição do reboco Apresentação comercial Selecção do revestimento Classificação dos rebocos monocamada Factores a ter em conta na selecção do revestimento Execução dos revestimentos monocamada Condições gerais de aplicação Preparação do suporte Preparação da argamassa Aplicação do revestimento Tipos de acabamento Disposições particulares Principais diferenças entre os rebocos monocamada e os rebocos tradicionais Marcação CE dos Produtos de Construção Directiva dos Produtos de construção Sistemas de comprovação da conformidade Marcação CE de argamassas de reboco monocamada Marcação CE / Homologação do LNEC Normalização e documentação normativa Desempenho do revestimento monocamada Exigências funcionais Solicitações a que o reboco está sujeito Considerações gerais Variação dimensional do reboco por efeito da humidade Variação dimensional do reboco por efeito da temperatura Agentes de degradação Características de desempenho Aderência ao suporte... 59

12 XII Factores que influenciam a aderência Critérios de avaliação Capacidade de impermeabilização Permeabilidade à água líquida Capilaridade Susceptibilidade à fissuração Permeabilidade ao vapor de água Anomalias mais frequentes Anomalias de aspecto Variação de tonalidade do reboco Espectros ou fantasmas Eflorescências / Carbonatação diferencial Manchas causadas por exposição às intempéries Anomalias que afectam a função principal do reboco Fissuração Falta de aderência e descolamento Factores que afectam a durabilidade Concepção / Projecto Execução do revestimento Utilização em serviço / Manutenção Estudo Experimental Caracterização do estudo experimental Objectivos e metodologia Propriedades avaliadas Produtos e suportes de ensaio Métodos de envelhecimento utilizados Considerações gerais Envelhecimento acelerado Combinação de ciclos A Adaptação da Norma Europeia EN Ciclo B Variação da temperatura e humidade relativa Ciclo C Variação da temperatura e da humidade relativa com simulação da chuva e da radiação solar Envelhecimento natural Caracterização dos ensaios efectuados em laboratório Porosimetria de mercúrio Coeficiente de absorção de água por capilaridade Generalidades sobre o ensaio Equipamentos, utensílios e materiais necessários ao ensaio Procedimentos de ensaio Aderência ao suporte Generalidades sobre o ensaio Equipamentos, utensílios e materiais necessários ao ensaio Procedimentos de ensaio Permeabilidade líquida Generalidades sobre o ensaio Equipamentos, utensílios e materiais necessários ao ensaio Procedimentos de ensaio Controlo da fissuração e da coloração Planeamento e tempos de ensaio analisados em laboratório nos provetes maquetes e fragmentos

13 XIII Provetes Maquetes Fragmentos Resultados dos ensaios em laboratório com envelhecimento acelerado Porosimetria de mercúrio Coeficiente de absorção de água por capilaridade Considerações gerais sobre os resultados Evolução do coeficiente de absorção de água por capilaridade mediante o envelhecimento segundo a combinação de ciclos A Evolução do coeficiente de absorção de água por capilaridade mediante o envelhecimento segundo o ciclo B e o ciclo C Comparação da evolução do coeficiente de absorção de água por capilaridade mediante os três procedimentos de envelhecimento (combinação de ciclos A, ciclo B, ciclo C) Aderência ao suporte Considerações gerais sobre os resultados Evolução da tensão de aderência ao suporte mediante os três procedimentos de envelhecimento (combinação de ciclos A, ciclo B, ciclo C) Comparação entre valores obtidos com o revestimento seco e húmido Comparação entre valores obtidos com área de ensaio circular e quadrangular Comparação entre valores obtidos em maquetes revestidas na vertical (monomassa cor terra) e maquetes revestidas na horizontal (monomassa cor de tijolo) Comparação dos resultados obtidos para o reboco monocamada e cimento cola sujeitos a envelhecimento acelerado semelhante (ciclo C) Permeabilidade líquida Considerações gerais sobre os resultados Evolução da tensão da permeabilidade à água mediante os três procedimentos de envelhecimento (combinação de ciclos A, ciclo B, ciclo C) Controlo da fissuração e da coloração Métodos de ensaios de caracterização in situ Resultados dos ensaios com envelhecimento natural Porosimetria Permeabilidade à água e absorção de água por capilaridade Aderência ao suporte Controlo do aspecto estético Síntese crítica dos resultados Considerações finais Conclusão Desenvolvimentos futuros Bibliografia Anexos...178

14 DURABILIDADE DE REVESTIMENTOS EXTERIORES DE PAREDE EM REBOCO MONOCAMADA ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Informação necessária ao planeamento da vida útil dos edifícios Figura 2.2 Método para previsão da vida útil segundo ISO [6] Figura 2.3 Função de desempenho ao longo do tempo hipotética (adaptada de [6N, 15 e 16]) Figura 2.4 Bandas de variação (adaptado de [11]) Figura 3.1 Edifício de habitação Figura 3.2 Hotel (Albufeira) Figura 3.2 Escola secundária (Valongo) Figura 3.4 Hospital (Santa Maria da Feira) Figura 3.5 Esquema do efeito de um plastificante na pasta de cimento [19] Figura 3.6 Influência do teor de ar contido na argamassa sobre as resistências mecânicas [18] Figura 3.7 Embalagens comerciais de produto em pó para revestimento monocamada Figura 3.8 Exemplo de um catálogo de cores disponível no mercado Figura 3.9 Fase de preparação da argamassa: a) utilização de todo o produto em pó de cada embalagem; b) recipientes de água graduados Figura 3.10 Exemplo de máquina de projecção com amassadura descontínua: a) misturador de eixo horizontal; b) base para repouso da argamassa; c) mangueira de projecção Figura 3.11 Diferentes fases de execução: a) projecção da 1ª camada; b) alisamento com régua; c) aperto com talocha Figura 3.12 Diferentes fases de execução: a) projecção da 2ª camada; b) acabamento raspado, raspagem com talocha de pregos; c) escovagem final Figura 3.13 Diferentes fases de execução: a) acabamento talochado, alisamento com talocha; b) limpeza final com esponja; c) protecção do revestimento Figura 3.14 Acabamento tipo carapinha Figura 3.15 Acabamento casca de carvalho Figura 3.16 Acabamento raspado Figura 3.17 Acabamento a pedra projectada Figura 3.18 Esquema e imagem de um perfil de aresta (cantoneira) Figura 3.19 Relação entre as exigências essenciais das obras e a marcação CE dos produtos de construção [35] Figura 3.20 Marcação CE - Esquema de informação a disponibilizar na embalagem (adaptado de [36]) Figura 3.21 Exemplo de informação da marcação CE [37] Figura 4.1 Esquema de rotura do reboco em função da relação entre a aderência e a resistência à tracção do material [adaptação de 18] Figura 4.2 Esquema de rotura do reboco por dilatação do reboco [18] Figura 4.3 Esquema de rotura do reboco por variações dimensionais do suporte [18] Figura 4.4 Esquema do mecanismo mecânico de aderência dos revestimentos ao suporte [18] Figura 4.5 Esquema de medição da aderência do reboco ao suporte Figura 4.6 Tipos de roturas do ensaio de arrancamento [13N] Figura 4.7 Esquema de humidificação e secagem do revestimento em função das condições climatéricas Figura 4.8 Esquema de medição da permeabilidade à água do reboco

15 Figura 4.9 Ensaio de capacidade de protecção contra a água [40] Figura 4.10 Esquema de medição da absorção de água por capilaridade Figura 4.11 Manchas de tonalidade Figura 4.12 Espectros ou fantasmas Figura 4.13 Eflorescências / Carbonatação diferencial Figura 4.14 Sujidade devida à acção de microorganismos Figura 4.15 Esquema de escurecimento da fachada por sujidade com o efeito da humidade [50] Figura 4.16 Esquema de lavagem por água da chuva [50] Figura 4.17 Formação de escorrimentos por mudança de planos da fachada Figura 4.18 Manchas de sujidade generalizada Figura 4.19 Manchas de sujidade por escorrências Figura 4.20 Manchas de sujidade nos socos de edifícios Figura 4.21 Fissuração (em correspondência com fissuração no suporte) Figura 4.22 Fissuração (revestimento) Figura 4.23 Falta de Aderência e descolamento do revestimento [52] Figura 4.24 Manchas de sujidade devidas à concepção arquitectónica da fachada Figura 4.25 Esquema de diferentes peitoris [50] Figura 4.26 Escorrimentos localizados nas zonas dos peitoris Figura 4.27 Esquema de peitoril segundo o DTU 20.1 [35N] Figura 4.28 Esquema de peitoril segundo a norma EN :2005 [18N] Figura 4.29 Falta de coesão do revestimento por excesso de tempo de mistura (excesso de ar introduzido) Figura 4.30 Manchas de sujidade por ausência de manutenção Figura 4.31 Manchas devido a intervenção localizada Figura 4.32 Alteração do aspecto da fachada por utilização indevida Figura 4.33 Influência da manutenção na degradação de revestimentos monocamada [56] Figura 5.1 Fases de preparação da argamassa Figura 5.2 Esquema e imagem dos provetes para ensaios de absorção de água por capilaridade Figura 5.3 Esquema e imagem das maquetes em alvenaria Figura 5.4 Revestimento das maquetes de alvenaria: a) reboco cor de tijolo; b) reboco cor terra Figura 5.5 Maquetes revestidas com reboco monocamada: a) reboco cor de tijolo; b) reboco cor terra Figura 5.6 Procedimento de determinação da massa volúmica aparente da argamassa Figura 5.7 Imersão total dos provetes em água e repouso em ambiente de laboratório Figura 5.8 Fases do ciclo A1 (estufa, repouso, arca, repouso) Figura 5.9 Fases do ciclo A2 (humidificação, repouso, arca, repouso) Figura 5.10 Temperatura superficial (calculada) e temperatura do ambiente exterior (registos LFC Setembro 2004) Figura 5.11 Temperaturas exteriores de projecto com a probabilidade acumulada de ocorrência de 1%, em Portugal Continental: a) de Inverno; b) de Verão [60] Figura 5.12 Valores máximos de radiação global incidente sobre superfícies verticais exteriores, em Portugal Continental [61] Figura 5.13 Temperatura superficial (calculada), temperatura ambiente e humidade Relativa (registos LFC de Setembro de 2004) Figura 5.14 Gráfico do Ciclo B Figura 5.15 Câmara climática Vötch VC Figura 5.16 Imagens do Touchpanel da câmara climática Vötch VC 4034: a) ciclo de temperatura programado; b) excerto do ciclo de temperatura e humidade relativa programado e conseguido pelo equipamento Figura 5.17 Gráfico do Ciclo C Figura 5.18 Ciclo C. Registo de humidade e temperatura da câmara de envelhecimento Figura 5.19 Câmara de envelhecimento Fitoclima 600 EDTU XV

16 XVI Figura 5.20 Câmara de envelhecimento Fitoclima 600 EDTU. Esquema do exterior [62] Figura 5.21 Câmara de envelhecimento Fitoclima 600 EDTU. Esquema do interior [62] Figura 5.22 Parede de ensaio: a) suporte de alvenaria; b) revestimento em monomassa; c) pormenor de aplicação do revestimento Figura 5.23 Esquema da parede de ensaio, lado voltado a Sul Figura 5.24 Porosimetria de uma amostra de calcário. Curvas de intrusão e extrusão [63] Figura 5.25 Porosímetro de mercúrio utilizado PoreMaster Figura 5.26 Esquema de medição da absorção de água por capilaridade Figura 5.27 Fases do ensaio de determinação do coeficiente de absorção de água por capilaridade: Figura 5.28 Esquema de medição da aderência do reboco ao suporte Figura 5.29 Arrancamentos efectuados em cada maquete Figura 5.30 Equipamentos, utensílios e materiais utilizados Figura 5.31 Delimitação da área ensaio: a) circular; b) quadrada Figura 5.32 Procedimentos de ensaio: a) colagem das pastilhas; b) imersão das maquetes em água Figura 5.33 Arrancamento: a) zero no manómetro; b) força de rotura (exemplo) Figura 5.34 Tipos de roturas do ensaio de arrancamento [12N] Figura 5.35 Esquema de medição da permeabilidade à água sob pressão segundo EN [12N] Figura 5.36 Equipamentos e materiais de ensaio: a) disponíveis no LFC; b) utilizados nos ensaios Figura 5.37 Procedimentos para colagem do cone: a) cavidade para encaixe do cone; b) aplicação do primário de aderência; c) aplicação do mastique; d) secagem do mastique Figura 5.38 Ensaio de permeabilidade: a) esquema de ensaio; b) zonas de ensaio por maquete Figura 5.39 Verificação da superfície de ensaio: a) remoção do cone; b) área de ensaio Figura 5.40 Ensaios realizados por maquete Figura 5.41 Maquetes ensaiadas Figura 5.42 Curvas cumulativas. Curvas experimentais de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados dos provetes sem envelhecimento (PmB_t0) e com o grau de envelhecimento mais acentuado para a combinação de ciclos A (PmB.C.EN_t4) e os ciclos B(PmB.C.T/HR_t5) e C (PmB.C.T/HR/Ch/Rad_t5) Figura 5.43 Curvas cumulativas. Curvas experimentais de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados das maquetes sem envelhecimento (Ma.2mB_t0) e com diferentes graus de envelhecimento para a combinação de ciclos A (Ma.2mB.C.EN_tx) e os ciclos B (Ma.2mB.C.T/HR_tx) e C (Ma.2mB.C.T/HR/Ch/Rad_tx) Figura 5.44 Curvas diferencial. Derivada da curva de intrusão dos provetes sem envelhecimento (PmB_t0) e com o grau de envelhecimento mais acentuado para a combinação de ciclos A (PmB.C.EN_t4) e os ciclos B (PmB.C.T/HR_t5) e C (PmB.C.T/HR/Ch/Rad_t5). DTP Figura 5.45 Curvas diferencial. Derivada da curva de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados das maquetes sem envelhecimento (Ma.2mB_t0) e com diferentes graus de envelhecimento para a combinação de ciclos A (Ma.2mB.C.EN_tx) e os ciclos B (Ma.2mB.C.T/HR_tx) e C (Ma.2mB.C.T/HR/Ch/Rad_tx). DTP Figura 5.46 Gráfico da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com o envelhecimento acelerado da combinação de ciclos A [valores com arredondamento a 0,05 kg/(m 2.min. 0,5 )] Figura 5.48 Gráfico da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com o envelhecimento acelerado segundo o ciclo B [valores com arredondamento a 0,05 kg/(m 2.min. 0,5 )]

17 XVII Figura 5.49 Gráfico da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com o envelhecimento acelerado segundo o ciclo C [valores com arredondamento a 0,05 kg/(m 2.min. 0,5 )] Figura 5.50 Gráfico da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com o envelhecimento acelerado segundo o ciclo B [valores com arredondamento a 0,05 kg/(m 2.min. 0,5 )] Figura 5.51 Gráfico da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com o envelhecimento acelerado dos ciclos B e C (valores de ensaio). Linhas de tendência (potência) Figura 5.52 Gráfico de comparação da variação do coeficiente de absorção de água por capilaridade com os três procedimentos de envelhecimento acelerado [valores com arredondamento a 0,05 kg/(m 2.min. 0,5 )] Figura 5.53 Gráfico de comparação da variação da tensão de aderência com os três procedimentos de envelhecimento acelerado [valores médios com arredondamento a 0,1 N/mm 2 ] Figura 5.54 Gráfico dos valores da tensão de aderência ao suporte[valores individuais e média]. Maquetes de 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo a combinação de ciclos A Figura 5.55 Gráfico dos valores da tensão de aderência ao suporte[valores individuais e média]. Maquetes de 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo o ciclo B Figura 5.56 Gráfico dos valores da tensão de aderência ao suporte[valores individuais e média]. Maquetes de 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo o ciclo C Figura 5.57 Previsão do termo de vida útil dos cimentos-cola: a) classe C2; classe C2S [62] Figura 5.58 Gráfico dos valores de permeabilidade à água [valores com arredondamento a 0,1 ml/cm 2 ]. Valor máximo e mínimo para maquetes com 1 cm de revestimento com envelhecimento segundo o ciclo C Figura 5.59 Gráfico dos valores de permeabilidade à água [valores com arredondamento a 0,1 ml/cm 2 ]. Valor máximo e mínimo para maquetes com 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo a combinação de ciclos A Figura 5.60 Gráfico dos valores de permeabilidade à água [valores com arredondamento a 0,1 ml/cm 2 ]. Valor máximo e mínimo para maquetes com 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo o ciclo B Figura 5.61 Gráfico dos valores de permeabilidade à água [valores com arredondamento a 0,1 ml/cm 2 ]. Valor máximo e mínimo para maquetes com 1 cm e 2 cm de revestimento com envelhecimento segundo o ciclo C Figura 5.62 Comparação entre maquete submetida ao envelhecimento com 14 repetições do ciclo C (a) e maquete sem envelhecimento (b) Figura 5.63 Alteração da coloração e concentração de pigmentos na superfície. Maquetes sujeitas ao envelhecimento segundo o ciclo C Figura 5.64 Comparação entre escorrimentos verificados em fachadas revestidas com reboco monocamada (a) e verificados nas maquetes envelhecidas em laboratório com o ciclo C Figura 5.65 Curvas cumulativas. Curvas experimentais de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados das paredes de ensaio com 9 meses de envelhecimento natural Figura 5.66 Curvas diferencial. Derivada da curva de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados das paredes de ensaio com 9 meses de envelhecimento natural. DTP Figura 5.67 Curvas cumulativas. Curvas experimentais de intrusão de mercúrio nos fragmentos retirados das paredes de ensaio com 9 meses de envelhecimento natural e das maquetes elaboradas em laboratório Figura 5.68 Ensaios realizados no lado da parede voltado a sul. Revestimento monomassa cor de tijolo com acabamento raspado

18 XVIII Figura 5.69 Débito de água acumulado em função do tempo. Comparação entre os resultados obtidos para o revestimento voltado a sul e a norte (gráfico do relatório weber cimenfix- anexo E) Figura 5.70 Ensaio com tubo de Karsten realizado no revestimento de parede voltado a sul Figura 5.71 Ensaio de arrancamento in situ Figura 6.1 Linhas de tendência para a evolução do coeficiente de absorção de água por capilaridade em função do envelhecimento

19 DURABILIDADE DE REVESTIMENTOS EXTERIORES DE PAREDE EM REBOCO MONOCAMADA ÍNDICE DE QUADROS Quadro 2.1 Durabilidade dos produtos em função da durabilidade das construções [3N] Quadro 2.2 Vida útil de projecto sugerida pela ISO em função da durabilidade do edifício... 8 Quadro 3.1 Exigências para rebocos monocamada segundo a EN Quadro 3.2 Classificação de propriedades da argamassa endurecida segundo EN Quadro 3.3 Classificação MERUC [22] Quadro 3.4 Classificação dos suportes [23] Quadro 3.5 Espessuras admissíveis no revestimento depois de acabamento final segundo o CSTB [25] Quadro 3.6 Espessuras mínimas segundo EN : Quadro 3.7 Sistemas de comprovação de conformidade como base para a marcação CE Quadro 3.8 Decisões da CE relativas à certificação de argamassas de reboco Quadro 3.9 Normas europeias de referência para reboco exterior Quadro 3.10 Projectos de normas europeias de referência para reboco exterior Quadro 4.1 Exigências funcionais dos revestimentos de paredes [39] Quadro 4.2 Classificação funcional dos revestimentos exteriores de paredes [40] Quadro 4.3 Variação dimensional por humidificação e secagem [18] Quadro 4.4 Coeficiente de dilatação térmica linear (α l. ) de alguns materiais [41] Quadro 4.5 Coeficiente de absorção da radiação solar em função da cor (α s. ) [34N] Quadro 4.6 Coeficiente de absorção da radiação solar em função do material (α s. ) [42] Quadro 4.7 Agentes de degradação que afectam a vida útil dos elementos da construção [6N] Quadro 4.8 Critério de avaliação da susceptibilidade à fissuração de argamassas de reboco.. 67 Quadro 4.9 Classificação quanto à susceptibilidade à fendilhação de argamassas, baseada em ensaios de retracção restringida até aos 7 dias, em ambiente 23ºC / 50% HR [40]. 68 Quadro 4.10 Parâmetros de aplicação em obra e as características influenciadas [18] Quadro 5.1 Características avaliadas na argamassa Ensaios realizados em laboratório (envelhecimento acelerado) Quadro 5.2 Comportamentos avaliados no reboco Ensaios realizados em laboratório (envelhecimento acelerado) Quadro 5.3 Comportamentos avaliados no rebocos Ensaio realizados in situ pela weber-cimenfix (envelhecimento natural) Quadro 5.4 Procedimento de envelhecimento segundo EN Quadro 5.5 Combinação de ciclos A Quadro 5.6 Tempos de ensaio (graus de envelhecimento) considerados Quadro 5.7 Ciclo B Quadro 5.8 Tempos de ensaio (graus de envelhecimento) considerados Quadro 5.9 Ciclo C Quadro 5.10 Tempos de ensaio (graus de envelhecimento) considerados Quadro 5.11 Classificação dos poros em função do tamanho Quadro 5.12 Arrancamentos efectuados em cada maquete Quadro 5.13 Tempos de ensaio avaliados nos provetes Quadro 5.14 Tempos de ensaio avaliados nas maquetes Quadro 5.15 Porosimetria. Tempos de ensaio

20 XX Quadro 5.16 Ensaio/inspecções realizados em revestimento da estação de envelhecimento natural Quadro 5.17 Resultados dos ensaios de arrancamento (valores arredondados a 0,05 [N/mm2])

21 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS Em países desenvolvidos, os edifícios e as infra-estruturas constituem uma parte significativa da riqueza de cada país [1]. O ambiente construído está a deteriorar-se e, de um modo geral, os danos nos edifícios e materiais de construção tornaram-se num enorme problema económico, cultural e ambiental. O desperdício do consumo de energia e materiais relacionado com a degradação do ambiente construído, torna esta situação um grande problema ambiental no contexto do desenvolvimento sustentável. Para salvaguardar o nosso ambiente construído é necessário agir de modo a controlar e aumentar a durabilidade dos materiais, componentes, elementos e da própria construção. Neste sentido, entre outros trabalhos, estão a ser desenvolvidos esforços nacionais e internacionais de normalização. Exemplo destes esforços é a norma internacional para previsão da vida útil de materiais e componentes ISO [1N]. Na Europa, a entrada em vigor da Directiva dos Produtos da Construção (DPC) [2N] criou uma necessidade urgente de normalização relativa ao tema da durabilidade. Assim, durabilidade das construções no seu todo, representa um dos sectores estratégicos mais determinantes para o futuro. Através do conhecimento que envolve pode-se [2]: avaliar e prever a vida útil dos materiais, componentes, sistemas e edifícios; definir estratégias de manutenção e substituição dos elementos de construção; prever o impacte ambiental e energético das construções ao longo do tempo; estimar o custo da manutenção, remodelação ou substituição dos edifícios ou das suas partes, ao longo da sua vida útil; estimar os custos e as metodologias requeridas para o prolongamento da vida útil das construções; desenvolver ferramentas de análise e diagnóstico de grandes parques construídos, na perspectiva da sua gestão; definir estratégias de projecto e obra, com vista a uma maior sustentabilidade e qualidade de construção.

22 2 Os modelos de previsão de vida útil de materiais e componentes da construção baseiam-se no conhecimento dos mecanismos de degradação e nas curvas de desempenho (ou de degradação) ao longo do tempo. Para se dar resposta relativamente à durabilidade dos edifícios, elementos ou materiais de construção, uma grande quantidade de dados e conhecimento têm que ser organizados e/ou gerados. 1.2 INTERESSE E OBJECTIVOS DO TRABALHO Os rebocos são certamente dos revestimentos de parede os que mais profusamente têm sido utilizados independentemente das épocas e estilos adoptados. São várias as funções dos rebocos. Desde fazer de protecção aos elementos estruturais, aos quais se exige elevada durabilidade, passando por ser o suporte de diversos tipos de acabamento (revestimentos cerâmicos, tintas,...), podendo mesmo desempenhar a função de decoração, se na sua composição forem incorporados pigmentos. O reboco monocamada por si só tem a capacidade de cumprir todas as funções possíveis de requerer a um reboco. A anunciada facilidade de aplicação do reboco monocamada impulsionou a sua utilização no revestimento exterior de paredes. Em Portugal, a utilização deste tipo de revestimento, como alternativa ao reboco corrente realizado em obra, verifica-se há largos anos. Com o aparecimento das anomalias, a sua durabilidade e interesse de utilização começaram a ser questionados. A durabilidade pode ser representada por modelos de degradação que, para representarem com fiabilidade o comportamento do elemento ao longo do tempo, devem ser baseados na análise dos mecanismos de degradação recorrendo a inspecções, modelações teóricas ou a ensaios laboratoriais e de campo. Estes modelos permitem, quando ajustados, estimar a vida útil do elemento. A maior dificuldade colocada à obtenção de uma resposta às preocupações de durabilidade e vida útil é a falta de conhecimento e implementação de funções aproximadas de degradação. Com este trabalho pretende-se dar um contributo para o conhecimento relativo à durabilidade dos rebocos tipo monocamada. Tendo como base uma vasta campanha de ensaios experimentais, os objectivos principais passam por: Avaliar a possibilidade de, recorrendo a ensaios de envelhecimento artificial acelerado, aproximar uma curva de degradação para as principais características de desempenho; Relacionar a evolução das principais características de desempenho com os principais agentes de degradação; Verificar a capacidade do revestimento, após envelhecimento (pré-estabelecido) para contribuir para a satisfação das exigências principais das paredes. Neste trabalho as principais características de desempenho avaliadas foram a capacidade de impermeabilização, a aderência ao suporte e a estabilidade da coloração.

23 Capítulo 1 Introdução ORGANIZAÇÃO E ESTRUTURA DO TEXTO A dissertação encontra-se organizada em seis capítulos. No presente capítulo Capítulo 1 faz-se uma breve introdução do tema, enquadrando a importância da durabilidade no contexto do sector da construção. Descrevem-se os interesses fundamentais e apresentam-se os principais objectivos a atingir com o estudo realizado. No capítulo 2, aborda-se de um modo geral o conceito da durabilidade. Refere-se os métodos existentes para a previsão da vida útil dos edifícios, elementos e materiais de construção fazendo o enquadramento normativo. Descrevem-se as metodologias de envelhecimento possíveis e as utilizadas neste trabalho. No capítulo 3, faz-se uma descrição exaustiva dos rebocos monocamada. Começando por uma caracterização geral deste tipo de sistema de revestimento, realça-se em seguida os cuidados a ter em conta para uma adequada selecção do produto e refere-se a sua forma de execução, abordando desde as condições gerais de aplicação até às disposições particulares. Faz-se uma breve síntese sobre as principais diferenças entre o reboco monocamada e os rebocos ditos tradicionais, realizados em obra. Por fim, aborda-se a questão da marcação CE e faz-se o enquadramento normativo dos rebocos de revestimento exterior. No capítulo 4, aborda-se a questão do desempenho do revestimento monocamada. Referem-se as exigências funcionais, as principais solicitações a que está sujeito e caracterizam-se, em termos de valores limite e métodos de avaliação, as principais características de desempenho. Faz-se referência às anomalias mais frequentes que ocorrem neste tipo de revestimento e salienta-se os factores relacionados com a concepção/projecto, execução e utilização em serviço/manutenção que interferem na durabilidade do revestimento. No capítulo 5, relata-se todos os aspectos do estudo experimental efectuado. Descrevem-se os métodos de envelhecimento utilizados, envelhecimento artificial acelerado e envelhecimento natural. Define-se três procedimentos de envelhecimento artificial acelerado. Descrevem-se os métodos de ensaio de caracterização do revestimento em laboratório e in situ, nomeadamente: ensaios de porosimetria, determinação do coeficiente de absorção de água por capilaridade, aderência ao suporte, permeabilidade à água líquida e controlo da coloração e da fissuração. Apresentam-se os resultados obtidos nos ensaios em laboratório e in situ, fazendo uma abordagem crítica. No capítulo 6, sintetizam-se os resultados, apresentam-se as considerações finais do estudo realizado e fornecem-se pistas para desenvolvimentos futuros relacionados com o estudo dos rebocos monocamada. Incluem-se ainda quatro anexos onde se apresentam os quadros resumo dos resultados obtidos nos diferentes ensaios, os gráficos de apoio à análise e as fichas de ensaio utilizadas. Esta informação vem dividida por tipo de ensaio efectuado. Anexo A Porosimetria de mercúrio; Anexo B Coeficiente de absorção de água por capilaridade; Anexo C Aderência ao suporte; Anexo D Permeabilidade à água.

24 2 DURABILIDADE 2.1 CONCEITOS O estudo da durabilidade da construção, entendida como a capacidade de um edifício ou de partes de um edifício de desempenhar a sua função durante um determinado intervalo de tempo, sob determinadas condições de serviço, exige um conhecimento aprofundado das propriedades dos materiais e componentes da construção e das características dos ambientes a que estão sujeitos. Até há três ou quatro décadas atrás, a garantia da durabilidade de uma construção era conseguida pela adopção de soluções construtivas tradicionais, com provas dadas no passado. Com a introdução de um grande número de novos materiais e tecnologias inovadoras começou a colocar-se com outra premência o problema da durabilidade, uma vez que não é conhecida, à partida, a variação com o tempo do desempenho dessas soluções novas. Por outro lado, é cada vez maior a preocupação com os problemas ambientais sendo fundamental garantir uma adequada utilização dos recursos existentes [3]. Na área da durabilidade, os estudos relacionam-se principalmente com o comportamento dos materiais, a sua interacção com o ambiente, os mecanismos de degradação e também com a concepção de metodologias que permitam a integração da durabilidade nos procedimentos de projecto. A norma ISO [1N] apresenta uma metodologia para o planeamento da vida útil de um edifício. O estudo relacionado com o planeamento da vida útil necessita de um vasto conjunto de informação de proveniência variada. A figura 2.1, retirada da parte 1 da norma ISO [1N], e adaptada, sintetiza a ideia do tipo de informação e organização necessárias a estes estudos, fazendo o enquadramento das restantes partes da referida norma e de outras normas relacionáveis.

25 Capítulo 2 Durabilidade 5 Recomendações para a obtenção da vida útil de referência ISO/DIS Previsão da vida útil, ensaios ISO Princípios gerais ISO Modelização do processo e dados estocásticos Dados de desempenho ISO Auditorias de durabilidade ISO Avaliação do desempenho de construções existentes (feedback of service life data) ISO Planeamento da vida útil dos edifícios ISO Procedimentos para consideração do impacto ambiental ISO Manutenção planeada e reactiva Avaliação do ciclo de vida (LCA) ISO Custos do ciclo de vida (LCC) ISO Gestão de edifícios Demolição e reutilização Figura 2.1 Informação necessária ao planeamento da vida útil dos edifícios. Neste tema os conceitos aparecem definidos em diferentes normas e documentos normativos [1N, 3N, 4N, 5N]. Neste texto segue-se mais de perto as definições da norma internacional [1N], de seguida apresentam-se algumas das definições que se mostram mais pertinentes no contexto deste trabalho. Vida útil de um edifício ou de uma parte de um edifício é o período de tempo, após a conclusão da construção, durante o qual é atingido ou excedido o desempenho que lhes é exigido, mediante uma manutenção de rotina. Vida útil de referência é a vida útil padrão que serve de base para a estimativa da vida útil de um edifício ou de parte de um edifício.

26 6 Vida útil estimada é o resultado da multiplicação da vida útil de referência por factores relativos a um contexto específico, como por exemplo, as características do projecto, as condições ambientais, o uso, a manutenção prevista, etc. Vida útil prevista é o resultado da previsão da vida útil através do tratamento de dados de desempenho ao longo do tempo provenientes, por exemplo, de modelos do processo de degradação ou de ensaios de envelhecimento. Durabilidade é a capacidade de um edifício ou de uma parte de um edifício de desempenhar a sua função durante um determinado intervalo de tempo, sob a acção dos agentes presentes em serviço. Importa acrescentar que a durabilidade não é uma propriedade intrínseca de um produto ou componentes mas sim uma característica que depende das condições a que está sujeito em serviço. Ensaio de envelhecimento é a combinação entre uma exposição ao envelhecimento e uma avaliação do desempenho, usada para estudar as alterações nas propriedades críticas, com o propósito de prever a vida útil. Agente de degradação é tudo o que actue sobre um edifício ou parte dele, afectando negativamente o seu desempenho. Mecanismos de degradação é a forma de alteração química, física ou mecânica que produz efeitos negativos em propriedades críticas dos produtos de construção. Degradação é a alteração ao longo do tempo da composição, microestrutura e propriedades de um produto (material ou componente) que resulta numa redução do seu desempenho. Avaliação do desempenho é a avaliação das propriedades críticas com base em medições ou inspecções. Desempenho em serviço é a aptidão de um edifício ou de uma parte de um edifício para cumprir a função que lhe é exigida nas condições de serviço. Desempenho exigido ou critério de desempenho é o nível quantitativo ou qualitativo de desempenho exigido para uma determinada propriedade crítica. Desempenho ao longo do tempo é a descrição da variação de uma propriedade crítica ao longo do tempo, sob influência dos agentes de degradação. Pelo conjunto de definições, entende-se a importância de conhecer as características dos produtos, materiais ou componentes que mais condicionam o seu desempenho, tidas como propriedades críticas, bem como os seus níveis de desempenho exigidos. No capítulo 4, apresentam-se as principais características que influenciam o desempenho ao longo do tempo do reboco monocamada, bem como os critérios de avaliação que definem os níveis de desempenho exigidos, necessários para a avaliação da durabilidade deste tipo de revestimento. 2.2 QUANTIFICAÇÃO DA DURABILIDADE A vida útil ou período de serviço de um material, componente, sistema, produto ou edifício é o período de tempo durante o qual as suas propriedades respondem ou excedem os mínimos aceitáveis para o seu funcionamento, numa situação de manutenção corrente. Representa o tempo de uso conhecido ou previsto até que se manifesta uma ou mais falhas que condicionem a resposta às exigências ou expectativas que se lhe colocam. Este conceito pode ter uma interpretação mais ou menos subjectiva, dependendo da definição de níveis mínimos aceitáveis de desempenho para o período de serviço do elemento

27 Capítulo 2 Durabilidade 7 considerado, do critério de quem avalia determinada característica e do respectivo contexto social, económico, político, estético, ambiental ou normativo que enquadram a sua avaliação. Segundo GASPAR [2], os principais factores que determinam o final da vida útil podem ser divididos em: obsolescência funcional ou de imagem; desempenho económico; vida útil física (entendida genericamente por durabilidade). A vida funcional corresponde ao período de tempo durante o qual uma construção permite a sua utilização, independentemente do fim para que foi concebida, sem obrigar a alterações generalizadas [4,5]. Actualmente considera-se que um edifício se mantém em serviço enquanto fornecer respostas satisfatórias às necessidades e expectativas dos utilizadores. Estando as expectativas dos utilizadores em constante evolução relativamente, por exemplo, à sua exigência de conforto ou mesmo de estética. Assim, intervenções relacionadas com as exigências (ex. gosto) dos utilizadores podem sobrepor-se a intervenções determinadas por questões de racionalidade económica e técnica [5]. Em termos de vida útil económica, importa considerar que para que um edifício tenha uma grande longevidade é necessário considerar os custos associados à sua exploração, decorrentes de investimentos associados, por exemplo, à manutenção, que adiem a obsolescência técnica e funcional dos seus componentes e sistemas [6]. Considerando custos e proveitos associados a uma qualquer edificação, torna-se possível avaliá-la do ponto de vista do seu desempenho económico. Assim, a vida útil económica de uma construção pode definir-se como o período de tempo que decorre até que seja substituída do seu propósito inicial por outra construção ou actividade mais rentável, ou enquanto mantiver uma relação de custo/benefício inferior às alternativas [2]. A necessidade de determinar os custos globais de uma construção, ao longo da sua vida útil, levou ao desenvolvimento de ferramentas económicas como o LCC (Life Cicle Cost), de apoio à decisão de diferentes alternativas. A vida útil física, entendida como a durabilidade de uma construção, é o período de tempo durante o qual esta responde às exigências de serviço que lhe são colocadas, para determinadas condições de uso, numa perspectiva equilibrada de custo /benefício, causando o menor impacte ambiental possível [7]. Nem sempre, a vida útil de um elemento ou construção é limitada pela sua durabilidade física. Na prática, a estimativa da vida útil física fornece um valor indicativo equivalente à determinação do limite máximo do seu período de serviço, fundamental para a planificação e optimização das acções de manutenção com vista à minimização dos respectivos custos. Em função da durabilidade pretendida para os edifícios, em documentos normativos, encontram-se recomendações de vida útil para os diferentes elementos e produtos da construção, em função da sua facilidade de reparação e/ou substituição. A EOTA (European Organisation for Technical Approvals), no guia GD002 [3N] apresenta valores para a durabilidade esperada para os produtos de construção, em função da durabilidade

28 8 assumida para os elementos onde serão utilizados. Estes valores são apresentados no quadro seguinte. Quadro 2.1 Durabilidade dos produtos em função da durabilidade das construções [3N]. Durabilidade das construções ou partes Durabilidade dos produtos de construção Categoria Anos Reparáveis ou de fácil substituição Categoria (anos) Reparáveis ou substituíveis com mais algum esforço Para toda a vida da construção* Pequena Média Normal Longa * Situações em que não são reparáveis ou substituíveis Este documento refere que a durabilidade de um produto não pode ser interpretada como uma garantia do produtor, mas como uma referência para a selecção do produto adequado, tendo em conta uma expectativa economicamente razoável para a vida útil da construção ou parte dela. A norma ISO [1N] também apresenta valores mínimos recomendáveis para a durabilidade dos edifícios e seus componentes, tendo em conta a necessidade de manutenção e a possibilidade de serem indicados valores mais reduzidos de durabilidade. Este valores são apresentados no quadro 2.2. Quadro 2.2 Vida útil de projecto sugerida pela ISO em função da durabilidade do edifício. Durabilidade do edifício Elementos estruturais ou sem acesso Elementos cuja substituição é onerosa Elementos facilmente substituíveis Serviços Ilimitada Ilimitada

29 Capítulo 2 Durabilidade 9 Espera-se que a vida útil definida para o edifício seja também atingida pelos principais elementos estruturais, com uma manutenção corrente. Em geral, cada componente do edifício terá a sua vida útil inferior à vida útil global, o que levará a obras de reparação durante a fase de serviço, como é o caso dos revestimentos exteriores de parede. A análise da durabilidade destes elementos deverá ser feita na fase de projecto, definindo os tempos de substituição e os parâmetros indicadores da sua degradação. Contudo, para a maioria dos revestimentos são raros os modelos de deterioração e apenas se consegue estimar os tempos de vida útil, muitas vezes em resultado de experiências anteriores de aplicação [8]. Relativamente aos rebocos tipo monocamada, em [9] aparece citado que, segundo o CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), a durabilidade a exigir a um revestimento deste tipo é cerca de 50 anos. Mediante intervenções de manutenção periódica, como por exemplo, limpeza, reparações localizadas e, eventualmente, pintura. HED [10] considera que para os rebocos em geral (onde se poderá incluir os monocamada) a durabilidade de referência será de pelo menos 60 anos. Encontramos também valores de referência de 20 anos [11], para condições de envelhecimento normal, nos casos em que o revestimento não está sujeito a condições exteriores adversas, nem apresenta qualquer defeito relacionado com o projecto, materiais utilizados ou deficiente execução. O valor da durabilidade dos rebocos não é consensual, outros autores [12] referem que a estimativa de durabilidade de rebocos de argamassa cimentícia, varia de anos em ambiente não corrosivo, decrescendo para os 5 anos em ambiente corrosivo. À durabilidade associa-se o conceito da manutenção, contudo, nem sempre nos valores de vida útil referenciados (para determinado revestimento por exemplo) se refere qual o tipo de manutenção considerado. COLEN [13] relaciona a durabilidade das soluções construtivas com o tipo de estratégia de manutenção. Para o reboco monocamada (monomassa) considera os seguintes valores para a vida útil: sem manutenção 13,5 anos; com limpezas periódicas 16 anos; com reparações ligeiras periódicas 40 anos; uma reparação pesada 22 anos. Com este panorama não é fácil estabelecer uma vida útil de referência para os elementos de construção, nem em particular para os rebocos monocamada. Assim, quando se fala em durabilidade de determinado material ou elemento de construção é fundamental clarificar o conceito, relacionando a previsão da durabilidade com o tipo de intervenções previstas e níveis de desempenho, em função da exposição aos agentes de degradação. Só assim será possível comparar diferentes soluções e perceber qual o significado de uma previsão de durabilidade, para um reboco, de 60 anos ou de apenas 10 anos.