TECNOLOGIA DE ARGAMASSAS (Partes I e II)

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Departamento de Construção Civil TC 034 Materiais de Construção III TECNOLOGIA DE ARGAMASSAS (Partes I e II) Aulas: Prof a. Marienne R.M.Maron da Costa colaboração Prof.Eduardo Pereira (UEPG) Ano 2014

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Departamento de Construção Civil TC 034 Materiais de Construção III Parte I (1ª.prova) Aulas: Prof a. Marienne R.M.Maron da Costa colaboração Prof.Eduardo Pereira (UEPG) Ano 2014

3 Definições: Aglomerante Água Pasta aglomerante Cimento Água Pasta 3

4 Definições: Pasta Areia Argamassa Pasta Areia Argamassa 4

5 Aglomerante Adições Areia Argamassa Água Aditivos

6 ARGAMASSAS DEFINIÇÃO Ø Argamassas são materiais de construção, com propriedades de aderência e endurecimento, obtidos a partir da mistura homogênea de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo (areia) e água, podendo conter ainda aditivos e adições minerais. 6

7 Classificação das ARGAMASSAS Quanto à natureza do aglomerante Ø Argamassa Aérea; Ø Argamassa Hidráulica. Quanto ao tipo de aglomerante Ø Argamassa de cal; Ø Argamassa de cimento; Ø Argamassa de cal e cimento; Ø Argamassa de gesso; Ø Argamassa de cal e gesso. 7

8 Classificação das ARGAMASSAS Quanto ao número de aglomerante Ø Argamassa Simples; Ø Argamassa Mista. Quanto à densidade de massa da argamassa Ø Argamassa Leve; Ø Argamassa Normal; Ø Argamassa Pesada. 8

9 Classificação das ARGAMASSAS Quanto à consistência da argamassa Ø Argamassa Seca; Ø Argamassa Plástica; Ø Argamassa Fluida. Autonivelante 9

10 Classificação das ARGAMASSAS Quanto a plasticidade da argamassa Ø Argamassa pobre ou magra; Ø Argamassa média ou cheia; Ø Argamassa rica ou gorda. Rica ou gorda Pobre ou magra 10

11 Classificação das ARGAMASSAS Quanto a forma de preparo ou fornecimento Ø Argamassa preparada em obra; Ø Mistura semipronta para argamassa; Ø Argamassa Industrializada; Ø Argamassa dosada em central. Argamassa intermediária-cal e areia 11

12 Classificação Quanto a sua função Função Para construção de alvenarias Revestimento de paredes e tetos Revestimento de pisos Revestimento cerâmico Para recuperação de estruturas Tipos Argamassa de assentamento (elevação) Argamassa de fixação/ encunhamento Argamassa de chapisco Argamassa de emboço Argamassa de reboco Argamassa de camada única Argamassa decorativa monocamada Argamassa de contrapiso Argamassa de alta resistência para piso Argamassa colante Argamassa de rejuntamento Argamassa de reparo

13 Argamassa de assentamento Parede de alvenaria de bloco cerâmico

14 Argamassa de revestimento

15 Argamassa Colante Força aplicada

16 Argamassa Projetada Esquema de bomba do tipo pistão Elton Bauer, UFB Equipamento de projeção => influência da Energia de Lançamento

17 Argamassa Auto - adensável

18 Composição das argamassas Agregados (fração grossa + fração fina) Aglomerantes(cimento, cal hidratada ou virgem, gesso) Adições minerais (escória, pozolana,...) Aditivos (incorp.ar, imperm., ret.água,...) IMPORTANTE!! Relação água / materiais secos Formulação dos constituintes em MASSA

19 Mistura suspensão de partículas ARGAMASSA: Peneira n o. 200 Abertura 0,075 mm

20 PROCEDIMENTO DE MISTURA tempo de mistura tipo de equipamento (potência) seqüência de mistura dos componentes (água no pó; pó na água) Argamassadeira Misturador / laboratório Betoneira

21 CONTROLE DA GRANULOMETRIA DO AGREGADO E AGLOMERANTE Ex: Curva Granulométrica de ARGAMASSAS COLANTES (Tese de Doutorado: Prof.Marienne Costa; jan/ USP)

22 CONTROLE DA MORFOLOGIA DO AGREGADO Agregado NATURAL X ARTIFICIAL => COMPORTAMENTO DISTINTO

23 Propriedades das Argamassas

24 PROPRIEDADES NO ESTADO FRESCO DESEMPENHO NA APLICAÇÃO Adesão Coesão Densidade Reologia (plasticidade, consistência ~ trabalhabilidade Retração Retenção de água (sucção, exsudação)

25 Trabalhabilidade e aspectos reológicos das argamassas Ø Trabalhabilidade é propriedade das argamassas no estado fresco que determina a facilidade com que elas podem ser misturadas, transportadas, aplicadas, consolidadas e acabadas, em uma condição homogênea. 25

26 Trabalhabilidade e aspectos reológicos das argamassas Ø Uma argamassa é chamada trabalhável quando permite que o pedreiro ou o aplicador execute bem o seu trabalho: No caso de revestimento, por exemplo, que ele possa executar o serviço com boa produtividade, garantindo que o revestimento fique adequadamente aderido à base e apresente o acabamento superficial especificado. 26

27 Trabalhabilidade e aspectos reológicos das argamassas Plasticidade Coesão Consistência Retenção de água Trabalhabilidade Retenção de consistência Densidade de massa Exsudação Adesão inicial 27

28 Propriedades das argamassas Propriedades Consistência Plasticidade Retenção de água e de consistência Coesão Definição É a maior ou menor facilidade da argamassa deformar-se sob ação de cargas É a propriedade pela qual a argamassa tende a conservar-se deformada após a retirada das tensões de deformação É a capacidade de a argamassa fresca manter sua trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam a perda de água Refere-se às forças físicas de atração existentes entre as partículas sólidas da argamassa e as ligações químicas da pasta 28 aglomerante

29 Propriedades das argamassas Propriedades Exsudação Densidade de massa Adesão inicial Definição É a tendência de separação da água (pasta) da argamassa, de modo que a água sobe e os agregados descem pelo efeito da gravidade. Argamassas de consistência fluida apresentam maior tendência a exsudação Relação entre a massa e o volume de material União inicial da argamassa no estado fresco ao substrato 29

30 Propriedades das argamassas q Consistência e plasticidade Ø Geralmente, o único meio direto do qual o pedreiro dispõe para corrigir a trabalhabilidade da argamassa em obra é alterar a quantidade de água de amassamento, uma vez que as proporções dos componentes são pré-fixadas; Ø Esse ajuste, pela adição de mais ou menos água, em primeiro lugar, diz respeito à consistência ou fluidez da argamassa, a qual pode ser classificada em seca, plástica ou fluida, dependendo da quantidade de pasta aglomerante existente ao redor dos agregados 30

31 Propriedades das argamassas 31

32 Propriedades das argamassas 32

33 Consistência e Plasticidade Ø Quando ajusta a argamassa para a sua consistência preferida, o pedreiro pode fazer um novo julgamento, expressando isso em palavras como áspera, pobre ou magra (para as características negativas) e plástica ou macia (para as características positivas); Ø Nesse momento ele está falando de plasticidade; Ø Essa propriedade é influenciada pelos tipos e pelas quantidades de aglomerantes e agregados, pelo tempo e pela intensidade de mistura, além de pela presença de aditivos (principalmente do aditivo incorporador de ar). 33

34 Consistência e Plasticidade A trabalhabilidade é alterada quando a argamassa entra em contato com o substrato: Ø A qualidade e quantidade da alteração dependem das características da base, tais como: sucção de água, textura superficial e características de movimentação de água no seu interior, além das condições ambientais que vão interferir na evaporação; Ø As alterações podem ser avaliadas indiretamente por meio de características e propriedades como a adesão inicial, a retenção de água e de consistência, a exsudação e a coesão da argamassa 34

35 Ensaios para medir trabalhabilidade Ø Avaliar, quantificar e prescrever valores de trabalhabilidade das argamassas por meio de ensaios não é uma tarefa fácil; Ø A trabalhabilidade depende não somente das características intrínsecas da mistura (que por si só já são complexas), mas também de várias propriedades do substrato, da habilidade do pedreiro que está executando o serviço e da técnica de aplicação. 35

36 Flow Table ou Mesa de Consistência 36

37 Ensaios para medir consistência Ø Cabe salientar-se que a Flow Table não serve para definir completamente a trabalhabilidade; Ø Podem-se ter duas argamassas com resultados iguais de consistência pelo flow table e uma pode ser muito boa do ponto de vista da trabalhabilidade, e a outra chegar ao ponto de não ser aplicável; Ø Isso conduz à conclusão de que uma abordagem mais completa acerca da questão da trabalhabilidade demanda estudos mais aprofundados do ponto de vista reológico. 37

38 Squeeze Flow Ø Uma proposta mais recente e mais completa que surge no campo de avaliação da trabalhabilidade das argamassas é o método do Squeeze-Flow; Ø Este método baseia-se na medida do esforço necessário para a compressão uniaxial de uma amostra cilíndrica do material entre duas placas paralelas, sendo tal esforço empreendido normalmente por uma máquina universal de ensaios. 38

39 Squeeze Flow q No ensaio, o escoamento do material decorre da aplicação de uma carga de compressão sobre a amostra ocasionando o deslocamentos no seu interior devido aos esforços de cisalhamento originados durante o fluxo (Costa, 2006). Figura: Equipamento Instron 5569 utilizado no ensaio Squeeze flow. 39

40 Squeeze Flow q O ensaio permite o controle da deformações e também das taxas de cisalhamento aplicada ao material; q Permite aplicação de patamares de relaxação e a determinação de parâmetros reológicos como viscosidade e tensão de escoamento, possibilitando a simulações dos esforços semelhantes àqueles sobre os quais estão sujeitas as argamassas na prática (Costa, 2006); 40

41 Retenção de água Ø Retenção de água é uma propriedade que está associada à capacidade da argamassa fresca manter a sua trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam perda de água de amassamento, seja por evaporação seja pela absorção de água da base; Ø Assim, essa propriedade torna-se mais importante quando a argamassa é aplicada sobre substratos com alta sucção de água ou as condições climáticas estão mais desfavoráveis (alta temperatura, baixa umidade relativa e ventos fortes). 41

42 Retenção de água Ø A retenção de água pode ser avaliada pelo método NBR (ABNT, 2005), que consiste na medida da massa de água retida pela argamassa após a sucção realizada por meio de uma bomba de vácuo a baixa pressão, em um funil de filtragem (funil de Büchner modificado), 42

43 Retenção de água 43

44 Retenção de água Ø A retenção de água é alterada em função da composição da argamassa. Aumento da Retenção de água Argamassa com aditivo retentor de água (ésteres de celulose) Argamassas mistas de cimento e cal com aditivo incorporador de ar Argamassa de cimento 44

45 Densidade de Massa Ø Quanto mais leve for a argamassa, mais trabalhável será a longo prazo, o que reduz o esforço do operário na sua aplicação, resultando em um aumento de produtividade ao final da jornada de trabalho. Leveza da argamassa Esforço do pedreiro Produtividade 45

46 Densidade de Massa Ø A densidade de massa das argamassas varia com o teor de ar (principalmente quando incorporado por meio de aditivos) e com a massa específica dos materiais constituintes da argamassa, prioritariamente do agregado. Argamassa Densidade de massa (g/cm³) Principais agregados Leve < 1,40 Argila expandida Usos/ Observações Isolamento térmico e acústico Normal 2,30 < A < 1,40 Areia quartzosa e calcário britado Aplicações convencionais Pesada > 2,30 Barita Blindagem de 46 radiação

47 Densidade de Massa Ø A densidade de massa das argamassas no estado fresco é determinada pelo método da NBR (ABNT, 2005) e representa a relação entre a massa e o volume do material, sendo expressa em g/cm³, com duas casas decimais. 47

48 Densidade de Massa e Teor de ar incorporado Ø Diretamente associado à densidade de massa das argamassas com agregados de massa específica normal, está o teor de ar incorporado. 48

49 Adesão Inicial Ø A adesão inicial (pegajosidade), é a capacidade de união inicial da argamassa no estado fresco a uma base; Ø Diretamente relacionada com as características reológicas da pasta, especificamente a sua tensão superficial. 49

50 Adesão Inicial Ø A redução da tensão superficial da pasta favorece a molhagem do substrato, reduzindo o ângulo de contato entre as superfícies e implementando a adesão; 50

51 Adesão Inicial Ø Esse fenômeno propicia um maior contato físico da pasta com os grãos de agregado e também com a base, melhorando, assim, a adesão. 51

52 Adesão Inicial Ø A tensão superficial da pasta ou argamassa pode ser modificada pela alteração de sua composição, sendo ela função inversa do teor de cimento; Ø A adição de cal à argamassa de cimento também diminui a sua tensão superficial, contribuindo para molhar de maneira mais efetiva a superfície dos agregados e do substrato; Ø Efeitos semelhantes propiciam também os aditivos incorporadores de ar e retentores de água. 52

53 Adesão Inicial q Tensão Superficial medida para diferentes soluções, sendo as medidas realizadas a uma temperatura de 22 C e um tensiometro de Nouy (Carasek, 1996). Soluções Tensão Superficial (dina/cm) Água destilada 71,1 Água destilada + cal 66,9 Água destilada + cimento 66,7 Água destilada + cal + cimento 42,2 Água + aditivo incorporador de ar 39,5 53

54 Propriedades no estado endurecido q Aderência q Elasticidade/ Deformabilidade q Permeabilidade/ Capilaridade q Abrasão q Retração q Resistência q Biodeterioração 54

55 Retração q Variação de volume da pasta aglomerante; q Apresenta papel fundamental no desempenho das argamassas aplicadas principalmente quanto à Durabilidade e Estanqueidade. 55

56 Retração q A retração ocorre devido à perda rápida e acentuada da água de amassamento e pelas reações na hidratação dos aglomerantes, fatos que provocam as fissuras nos revestimentos; q As argamassas ricas em cimento apresentam maiores disponibilidades para o aparecimento de fissuras durante a secagem. 56

57 Retração q A pasta, se possui alta relação água/ aglomerante, retrai ao perder água em excesso de sua composição; q Clima quente e seco com ventos fortes acelera a evaporação e a perda de água gera fissuras. 57

58 Retração q Quanto mais elevado for o volume de vazios a ser preenchido pela pasta aglomerante, maior o potencial de retração da argamassa. Classificação das areias quanto à granulometria e sua influência na retração plástica. 58

59 Retração q A retração é influenciada pelo teor de finos; q De uma forma geral, quanto maior o teor de finos, maior a retração; q Esses finos, requerem maior quantidade de água de amassamento, o que compromete a durabilidade dos revestimentos; q Por exigirem mais água, podem interferir no endurecimento da argamassa e levar a uma redução da resistência mecânica do revestimento, devido a alta relação água/ aglomerante. 59

60 Retração NBR 13583, 9773,

61 Aderência Ø O termo aderência é usado para descrever a resistência e a extensão do contato entre a argamassa e uma base; Ø A base, ou substrato, geralmente é representada não só pela alvenaria, a qual pode ser de tijolos ou blocos cerâmicos, blocos de concreto, blocos de concreto celular autoclavado, blocos sílico-calcários, etc., como também pela estrutura de concreto moldado in loco; Ø Assim, não se pode falar em aderência de uma argamassa sem especificar em que material ela está aplicada, pois a aderência é uma propriedade que depende da interação dos dois materiais. 61

62 Mecanismo da ligação argamassa-substrato q A aderência da argamassa endurecida ao substrato é um fenômeno essencialmente mecânico, devido, basicamente, à penetração da pasta aglomerante ou da própria argamassa nos poros ou entre as rugosidades da base de aplicação Substrato 62

63 Mecanismo da ligação argamassa-substrato 63

64 Mecanismo da ligação argamassa-substrato q Quando a argamassa no estado plástico entra em contato com a superfície absorvente do substrato, parte da água de amassamento, que contém em dissolução ou estado coloidal os componentes do aglomerante, penetra pelos poros e pelas cavidades do substrato; q No interior dos poros, ocorrem fenômenos de precipitação dos produtos de hidratação do cimento e da cal, e, transcorrido algum tempo, esses precipitados intracapilares exercem ação de ancoragem da argamassa à base. 64

65 Fatores que exercem influência na aderência 65

66 Influência do Aglomerante na Aderência Ø O tipo e as características físicas do cimento podem influenciar os valores de aderência; Ø Um dos parâmetros mais significativos na resistência é a finura do cimento: quanto mais fino o cimento, maior a resistência de aderência obtida; Ø Maiores valores de resistência de aderência são obtidos quando se emprega o CP V ARI; Ø Um cuidado especial deve ser tomado com o uso dessa informação, pois, justamente em virtude de sua maior finura, o CPV podem levar à retração e fissuração do revestimento de modo mais fácil do que com outros cimentos, considerando-se o mesmo consumo. 66

67 Influência do Aglomerante na Aderência Ø A cal, além de ser um material aglomerante, possui, por sua finura, importantes propriedades plastificantes e de retenção de água; Ø As argamassas contendo cal preenchem mais facilmente e de maneira mais completa toda a superfície do substrato, propiciando maior extensão de aderência; Ø A durabilidade da aderência é proporcionada pela habilidade da cal em evitar fissuras e preencher vazios, o que é conseguido através da reação de carbonatação que se processa ao longo do tempo. 67

68 Influência do Aglomerante na Aderência Ø Argamassa A: argamassa 1:3 (cimento:areia, em volume) Ø Argamassa B: argamassa 1:1/4:3 (cimento:cal:areia, em volume) (A) (B) Fotos obtidas com lupa estereoscópica com ampliação de 20 vezes 68

69 Influência do agregado na Resistência de Aderência Ø A capacidade de aderência é dependente também dos teores e das características da areia empregada na confecção das argamassas; Ø De uma forma simplista, com o aumento do teor de areia, há uma redução na resistência de aderência; Ø Por outro lado é a areia, por constituir-se no esqueleto indeformável da massa, que garante a durabilidade da aderência pela redução da retração. 69

70 Influência do agregado na Resistência de Aderência Ø Areias ou composições inertes com altos teores de finos (principalmente partículas inferiores a 0,075 mm) podem prejudicar a aderência; Ø Nesse caso, podem ser apresentadas duas hipóteses como explicação: ü Travamento dos poros; ü Teoria dos poros ativos 70

71 Influência do agregado na Resistência de Aderência Ø A primeira refere-se ao fato de que, quando da sucção exercida pelo substrato, os grãos muito finos presentes na areia podem penetrar no interior de seus poros, tomando o lugar de produtos de hidratação do cimento que se formariam na interface e produziriam o travamento da argamassa. 71

72 Influência do agregado na Resistência de Aderência Ø A segunda hipótese versa sobre a teoria dos poros ativos do substrato, segundo a qual uma areia com grãos muito finos produziria uma argamassa com poros de raio médio pequeno; Ø Argamassas com poros menores do que os poros do substrato dificultam a sucção da pasta aglomerante, uma vez que o fluxo hidráulico se dá sempre no sentido dos poros maiores para os menores; Ø Sendo assim, os poros do substrato seriam, em sua maioria, ineficientes para succionar a pasta aglomerante da argamassa, reduzindo as chances de produzir boa aderência. 72

73 Influência do agregado na Resistência de Aderência Ø Para obtenção de bons resultados de aderência, a areia deve possuir uma distribuição granulométrica contínua; Ø De uma forma geral, quanto maior o módulo de finura das areias, desde que produzam argamassas trabalháveis, maior será a resistência de aderência obtida. Granulometria contínua Módulo de Finura Aderência 73

74 Medidas de Resistência de Aderência Ø No Brasil, a avaliação da resistência de aderência à tração de revestimentos de argamassa, também designada de resistência ao arrancamento, está prevista na norma NBR (ABNT, 1995), com metodologia que permite a avaliação tanto em laboratório como em obra. 74

75 Medidas de Resistência de Aderência Ensaio de resistência de aderência em revestimento de argamassa em parede. 75

76 Medidas de Resistência de Aderência Ensaio de resistência de aderência em revestimento de argamassa em parede. 76

77 Medidas de Resistência de Aderência Ensaio de resistência de aderência em revestimento Cerâmico de Piso. 77

78 Medidas de Resistência de Aderência q Ensaio Laboratorial de resistência de aderência em argamassas 78

79 Medidas de Resistência de Aderência q NBR (2010) Argamassa de revestimento Ø Número de corpos de prova 12 cps q NBR (2005) Argamassa colante Ø Número de corpos de prova 10 cps 79

80 Medidas de Resistência de Aderência Diferentes equipamentos 80

81 NBR (2010) q Equipamento: q Dinamômetro de tração q Aplicação continua de carga q Fácil Manuseio q Baixo Peso q Célula de carga q Dispositivo de leitura digital q Erro máximo de 2% 81

82 Medidas de Resistência de Aderência q Tipos de ruptura no ensaio de resistência de aderência à tração de revestimento de argamassa. Revestimento aplicado diretamente ao substrato (sem chapisco) 82

83 Medidas de Resistência de Aderência q Um aspecto que deve ser observado quando da realização do teste de arrancamento é que tão importante quanto os valores de resistência de aderência obtidos é a análise do tipo de ruptura. 83

84 Medidas de Resistência de Aderência q Quando a ruptura é do tipo coesiva, ocorrendo no interior da argamassa ou da base (tipos B e C), os valores são menos preocupantes, ao menos que sejam muito baixos. 84

85 Medidas de Resistência de Aderência q Por outro lado, quando a ruptura é do tipo adesiva (tipo A), ou seja, ocorre na interface argamassa/substrato, os valores devem ser mais elevados, pois existe um maior potencial para a patologia. 85

86 Medidas de Resistência de Aderência q A ruptura do tipo D significa que a porção mais fraca é a camada superficial do revestimento de argamassa e quando os valores obtidos são baixos indica resistência superficial inadequada (pulverulência). 86

87 Medidas de Resistência de Aderência q A ruptura do tipo E é um defeito de colagem, devendo este ponto de ensaio ser desprezado. 87

88 Medidas de Resistência de Aderência 88

89 Medidas de Resistência de Aderência 89

90 Medidas de Resistência de Aderência 90

91 Medidas de Resistência de Aderência 91

92 Medidas de Resistência de Aderência 92

93 Medidas de Resistência de Aderência Piso Cerâmico Painel de Parede 93

94 Princípios dos métodos de dosagem q Diferentemente do que ocorre atualmente com o concreto, para o qual existem vários métodos racionais de dosagem, para as argamassas ainda não se dispõe, no contexto nacional, de métodos totalmente consagrados e difundidos com essa finalidade; q Nesse sentido, vários esforços vêm sendo empreendidos por grupos de pesquisadores para suprir esta necessidade. 94

95 Princípios dos métodos de dosagem q Por essa razão, ainda é comum, para o preparo de argamassas de assentamento e revestimento em obra, o emprego de traços pré-fixados, baseados em normas e documentos elaborados por instituições técnicas; são as chamadas receitas de bolo ; q Outro aspecto que contribui com esse contexto é o fato de que, devido à menor responsabilidade aparente com esse material, comparado com o concreto que tem função estrutural, muitas construtoras não querem investir em um estudo de dosagem em laboratório, razão pela qual não se desenvolveram e consolidaram muitos métodos de dosagem. 95

96 Princípios dos métodos de dosagem q Traços recomendados 96

97 Princípios dos métodos de dosagem q Traços recomendados Alvenaria de tijolos 1:2:6 1:2:8 Emboço paulista 1:2:6 1:2:8 Cimento + Cal em pasta + areia média Cimento + Cal em pasta + areia média Emboço externo 1:2:4 Cimento + Cal em pasta + areia fina Reboco interno 1:2 Cal em pasta + areia fina Assentamentos em geral 1:4 Cimento + areia média 97