METODOLOGIA DE CÁLCULO DA VIDA ÚTIL DE REBOCOS EXTERIORES

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1 METODOLOGIA DE CÁLCULO DA VIDA ÚTIL DE REBOCOS EXTERIORES Pedro GASPAR Assistente FA - UTL Lisboa Jorge de BRITO Professor Associado IST/ICIST Lisboa SUMÁRIO Esta comunicação ensaia uma adaptação do Regulamento Japonês para o Cálculo da Vida Útil das Construções à realidade nacional no capítulo dos rebocos. Para tal, são apresentados e desenvolvidos os factores que mais fortemente condicionam a sua durabilidade. A sua compreensão permite enquadrar uma proposta de metodologia de cálculo da vida útil de rebocos correntes de um ponto de vista qualitativo. 1. INTRODUÇÃO Ao contrário da prática corrente, que isola os elementos da construção e os analisa de forma independente das outras partes da construção, a durabilidade dos rebocos exteriores não pode ser desligada da compreensão do funcionamento ao longo do tempo do sistema formado pelo reboco, superfície de suporte e acabamento final. Esta dificuldade torna particularmente difícil a previsão da vida útil dos rebocos que, enquanto material e decorrente da sua aplicação em obra, têm propriedades e um comportamento no tempo nem sempre ideal nem totalmente previsível. Para ultrapassar este grau de incerteza, diversos autores salientam a necessidade da compreensão das características específicas deste tipo de material e dos seus componentes, do seu comportamento durante a aplicação (nomeadamente nas fases de adesão ao suporte e

2 secagem) e, por fim, dos fenómenos que contribuem para o envelhecimento dos rebocos já aplicados (normalmente através do estudo das patologias em rebocos, através de trabalho de campo ou de ensaios laboratoriais). Neste artigo, incidir-se-á sobretudo sobre os primeiros dois aspectos por forma a ensaiar uma adaptação da abordagem proposta pelo Architectural Institute of Japan [1] ao nível das duas primeiras fases de concepção de uma metodologia desta natureza (Fig. 1). Fig. 1 - Metodologia para a Previsão da Vida Útil de Material ou Componente 2. METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DA VIDA ÚTIL DE REBOCOS A metodologia desenvolvida nesta apresentação baseia-se nos princípios adoptados pelo Architectural Institute of Japan, já desenvolvidos pelos autores numa apresentação anterior

3 [2]. Este método atribui patamares de referência para a durabilidade de cada parte da construção, afectado-os por factores de durabilidade como se ilustra na expressão 1). Y = Y s x B x C x D x E x M (1) Y - Vida útil do material Y s - Vida útil de referência do material B - Características do material C - Factores de projecto D - Condições de execução (em obra) E - Condições ambientais M - Nível de manutenção Apesar da escolha destes índices ser genérica para qualquer tipo de material ou componente da construção, a experiência confirma que as principais patologias nos rebocos decorrem, de facto, de deficiente projecto, deficiente execução e do uso de materiais inadequados [3]. 3. PRINCÍPIOS QUE AFECTAM A DURABILIDADE DOS REBOCOS A determinação dos princípios que mais fortemente condicionam a durabilidade dos rebocos resulta do cruzamento das características deste material com as principais patologias a que estão sujeitos e as respectivas causas. Com base nesta informação, podem-se estabelecer relações qualitativas para cada um dos princípios considerados, que afectem positiva ou negativamente a durabilidade dos rebocos Características do Material (B) Os rebocos definem-se como argamassas de ligante mineral, constituídos por uma mistura em pasta composta de cimento, cal hidráulica ou aérea (esta última com um uso cada vez mais restrito nos dias de hoje), areia (de natureza sílica, calcária, silico-calcária ou argilosa), adjuvantes e aditivos. Do ponto de vista exigencial, os rebocos devem ser capazes de cumprir a tripla função de regularização do respectivo suporte, acabamento da superfície exterior e protecção das alvenarias, sobretudo no que diz respeito à impermeabilização destas. Como referem vários autores [4, 5], este é um equilíbrio difícil de atingir uma vez que um bom reboco deve ser capaz de simultaneamente ser impermeável, mas garantir a respiração da parede, ter boa resistência mecânica sem fendilhar e, ao mesmo tempo, garantir uma boa adesão ao suporte e uma boa trabalhabilidade. Para se conseguir este conjunto de características, aplicamse em obra sucessivas camadas, cada uma delas com uma constituição (ou traço) diferenciado. Assim em termos de durabilidade, devem considerar-se três camadas principais (salpisco, emboço e esboço) cuja relação água / cimento diminui do interior para o exterior (diminuindo o módulo de elasticidade do reboco, mas aumentando a sua impermeabilidade por redução da fendilhação decorrente da retracção) [5]. No caso de aplicação de rebocos sobre superfícies de

4 alvenaria de pedra, deve-se ainda considerar a porosidade do reboco e a sua capacidade de absorver movimentos diferenciais do suporte, privilegiando-se composições com maior percentagem de cal. A conjugação destes factores pode ser traduzida pela seguinte expressão: B = (B1 + B2 + B3) * B4 + B5 (2) B - Características do material (ver expressão 1) B1 - Primeira camada de reboco B2 - Segunda camada de reboco B3 - Terceira camada de reboco B4 - Características das areias utilizadas B5 - Utilização de adjuvantes Para cada camada, dever-se-ão definir intervalos de referência para os respectivos traços, respeitando uma gradual diminuição da percentagem de cimento na sua constituição. Em Portugal, os cimentos utilizados na produção de rebocos são quase exclusivamente cimentos tipo Portland. No entanto, poder-se-ão fazer ressalvas consoante sejam utilizados cimentos de cinzas industriais ou Portland Branco. Na constituição das areias, há que determinar a presença de argilas ou de sais, decorrentes da sua natureza e dos procedimentos de lavagem adoptados que, caso não sejam respeitados, poderão conduzir a maiores retracções e ataque por sulfatos após a aplicação dos rebocos Factores de Projecto (C) Esta variável é normalmente de difícil quantificação, especialmente porque muitas vezes não é possível estabelecer em Projecto as condições reais de execução de rebocos. Muitos projectistas e fiscalizações optam mesmo pela realização de ensaios em obra com diferentes tipos de dosagem até conseguir um equilíbrio para a argamassa a aplicar, em função do material disponível (especialmente as areias disponíveis) e das condições ambientais. Há, no entanto, factores de projecto que poderão condicionar a durabilidade dos rebocos: 3.3. Condições de Execução (D) C = C1 + C2 + C3 + C4 (3) C - Factores de projecto (ver expressão 1) C1 - Homogeneidade do suporte C2 - Existência de protecção adequada para o reboco C3 - Protecção dos rebocos ao nível do contacto com o solo C4 - Existência de juntas na superfície revestida As condições de execução determinam fortemente a qualidade e durabilidade dos rebocos. Uma correcta aplicação decorre das características da superfície de suporte e da existência de uma quantidade suficiente de água para que se processe a adesão entre os rebocos e as bases. Por fim, à semelhança de todos os processos construtivos que requeiram o uso de água, entre a

5 aplicação de cada camada e antes da aplicação de pinturas, deve garantir-se um adequado tempo de secagem O Fenómeno da Adesão Como refere Addleson [6], a adesão resulta de uma combinação de acções mecânicas e da adesão específica dos materiais - com predominância das acções mecânicas, no caso dos rebocos. Após a aplicação da argamassa sobre o suporte, a adesão processa-se por penetração capilar da água de amassadura nos poros do suporte, arrastando os elementos mais finos da argamassa [2]. Para potenciar este fenómeno, as bases têm de ter características que favoreçam as ligações, quer de forma natural (porosidade), quer induzidas de forma mecânica (juntas avivadas, superfície rugosa ou picada), quer complementadas por materiais que favoreçam a ligação e/ou tornem contínua a superfície de contacto (como redes metálicas, acrílicas ou adjuvantes). Durante este processo ocorre a perda de água da argamassa, por evaporação e por absorção do suporte e, com ela, a perda de plasticidade da pasta. Este fenómeno é acompanhado por uma retracção da massa (função da relação água / cimento), durante a qual se desenvolvem tensões de tracção no reboco normalmente acompanhadas de fendilhação. Uma boa adesão entre o reboco e o suporte (e entre cada uma das diversas camadas da sua constituição) permite controlar a ocorrência desta fendilhação - uma vez que as tensões são distribuídas de forma equilibrada por toda a argamassa. Assegura ainda uma maior resistência a movimentos diferenciais entre os dois materiais e, a prazo, permite evitar descolamentos do reboco em relação à alvenaria Preparação da Superfície Na prática, a superfície de base deve apresentar uma certa continuidade e homogeneidade, evitando diferenças bruscas de material que possam conduzir a posterior fissuração do reboco. Deve estar ainda limpa de poeiras, óleos e gorduras que possam limitar a adesão do reboco à superfície base, impedindo nomeadamente uma correcta absorção da água por parte da parede. Durante a aplicação, a existência de demasiada água entre as duas superfícies pode originar a sua absorção pela parede. Com o tempo, esta tenderá a libertar a água aprisionada podendo dar origem ao aparecimento de eflorescências e manchas mesmo após a conclusão da obra. Inversamente, se não existir uma quantidade suficiente de água, pode acontecer que a parede sugue a água transportada pelo reboco o que leva a uma dessecação deste, impedindo a hidratação dos seus constituintes e tornando a interface entre este e a parede pulverulenta. Para se controlar a capacidade de absorção da parede, pulveriza-se a superfície das alvenarias com água cerca de 24 horas antes da aplicação do reboco Factores da fase de obra que condicionam a durabilidade dos rebocos Este aspecto é por vezes de difícil quantificação, sobretudo pela dificuldade de obtenção de

6 dados sobre a aplicação dos rebocos - quer para construções novas (sobre as quais não é possível em projecto determinar exactamente quais as reais condições de execução), quer para construções existentes, sobre as quais não existam dados disponíveis. À semelhança das metodologias de cálculo da durabilidade de outros materiais propostas pelo Regulamento Japonês, esta aparente incerteza só é contornada pressupondo que, onde existe controlo de qualidade e profissionais com formação, o nível de execução é necessariamente melhor. No entanto, propõem-se variáveis de controlo da qualidade de execução dos rebocos (D3 a D4), cuja observância garante à partida melhores condições para a adesão destes ao suporte Condições Ambientais (E) D = (D1 + D2) * D3 * D4 * D5 (4) D - Condições de execução (ver expressão 1) D1 - Qualificação do director de obra / encarregado D2 - Existência de métodos de fiscalização e controle de qualidade D3 - Aplicação em tempo frio ou muito seco D4 - Nível de preparação do suporte (rugosidade, molhagem) D5 - Tempos de secagem entre camadas e antes da pintura A identificação dos principais factores ambientais que originam a degradação dos rebocos decorre do estudo das patologias a que estão sujeitos, cruzado com dados recolhidos por via experimental. Este aspecto nem sempre é fácil de atingir pois as conclusões de campo são por vezes difíceis de interpretar: em trabalhos de degradação acelerada de argamassas, verificaramse mesmo aumentos de desempenho dos rebocos nos primeiros ciclos de testes [7] Principais Patologias em Rebocos As principais patologias em rebocos são a ocorrência de fendilhações [4, 5] (especialmente no período após a aplicação), a perca da sua adesão ao suporte [3, 6] (muitas vezes em conjugação com a sua ocorrência de movimentos diferenciais da base) e os efeitos da presença de humidades [3]. Apesar desta diferenciação, todos os autores sublinham que muitas vezes uma falha a um nível influencia e precipita outro tipo de patologias. Esta variável é talvez a que maior complexidade coloca, dada a variedade de situações que podem interferir na durabilidade dos rebocos. Como forma de sistematização, adoptou-se o critério proposto por Addleson [6], decorrente das patologias observadas em rebocos aplicados. E = E1 + E2 (5) E1 = E3 * E4 * E5 (6) E2 = E6 * E7 * E8 * E9 * E10 + E11 (7) E - Condições ambientais (ver expressão 1) E1 - Características climáticas (e micro-climáticas) E2 - Características microclimáticas

7 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 - Dados climáticos (com distinção entre médias anuais e picos de intensidade da temperatura) - Dados climáticos (com distinção entre médias anuais e picos de intensidade da humidade) - Existência de ciclos gelo / degelo - Características topográficas (e protecção da construção por elementos como a vegetação) - Geometria da construção - Orientação e direcção da superfície revestida - Possibilidade de conjugação de vento e chuva - Variação de pressão de vapor (interior / exterior e vice versa) - Proximidade de zonas poluídas ou costeiras 3.5. Nível de Manutenção (M) A manutenção é determinante para garantir a longevidade de qualquer solução construtiva, durante a utilização do edifício. A sua real importância depende da periodicidade das inspecções e da facilidade de acesso às zonas degradadas (para inspecção e para operações de reparação). No caso dos rebocos exteriores, procurou-se associar esta variável às condições de uso, nomeadamente no que diz respeito à possibilidade de estes sofrerem actos de vandalismo. M = M1 * M2 * M3 + M4 (8) M - Nível de manutenção M1 - Facilidade de inspecção / reparação das zonas degradadas M2 - Periodicidade das operações de manutenção M3 - Periodicidade prevista para pinturas exteriores M4 - Exposição a factores de degradação decorrentes do uso ou vandalismo Os factores listados nos pontos 3.1 a 3.5 podem ser resumidos no quadro CONCLUSÕES A metodologia apresentada para o cálculo da vida útil dos rebocos baseia-se nos princípios do Regulamento Japonês e contempla factores como as características das argamassas, as condições de projecto e obra, as condições ambientais expectáveis e o tipo e a frequência das acções de manutenção previstas. Nesta comunicação analisa-se cada um destes factores e determinam-se as subcategorias que podem afectar a durabilidade dos rebocos, em função das características destes e dos mecanismos envolvidos durante a sua aplicação, nomeadamente de adesão ao suporte e presa. Cada uma destas variáveis tem um impacto positivo ou negativo na vida útil dos rebocos que é apresentado de forma qualitativa. 5. REFERÊNCIAS

8 [1] Vários - The English Edition of Principal Guide for Service Life Planning of Buildings, edição comentada, Architectural Institute of Japan, 1993, 98 p. [2] Gaspar, P. e Brito, J - O Regulamento Japonês como Instrumento de Apoio ao Projecto para a Durabilidade, in REPAR 2000, Lisboa 2000, pp [3] Peixoto de Freitas, V. et al. - Survey of the Durability of Facades of 4,000 Dwellings in Northern Portugal, 8 th Int. Conference on Durability of Building Materials, 2000, pp [4] Tavares, A. - Utilização de Cal Hidratada (Cal Aérea) na Construção Civil, 1º Simpósio Nacional de Materiais e Tecnologias na Construção de Edifícios (SIMATEC), 1985 [5] Veiga, Mª. Rosário - Comportamento de Argamassas de Revestimento de Paredes, Teses e Programas de Investigação do LNEC, Lisboa, 1998 [6] Addleson, Lyall - Building Failures, a Guide to Diagnosis, Remedy and Prevention, Butterworth & Heinemann, 3 rd Edition, 1992, 167 p. [7] Maggi, P.N. et al. - Experimental Program to Evaluate Building Elements Service Life, 8 th Int. Conference on Durability of Building Materials & Components, Vancouver 2000, pp Quadro 1 - Resumo dos Factores de durabilidade para o cálculo da vida útil de rebocos correntes Informação qualitativa - efeitos positivos (+) ou negativos (-) B Características do material B1 Características do salpisco Traço - relação água / cimento (quadro com diversas hipóteses) B2 Características do emboço Traço - relação água cimento. Diminuição de rigidez em relação a B1 (+) B3 Características do esboço Traço - relação água cimento. Diminuição de rigidez em relação a B2 (+) B4 Características das areias Lavagem (+). Possibilidade de conterem argilas / sais que ataquem o reboco (-) B5 Utilização de adjuvantes, etc. Utilização de adjuvantes: plastificantes, cimentos especiais - análise caso a caso C Factores de projecto C1 Homogeneidade do suporte Possibilidade de movimentos diferenciais / pontes térmicas (-). Continuidade (+) C2 Protecção adequada para o reboco Pintura, Isolamento térmico (+). Ausência de protecção / tintas desadequadas (-) C3 Protecção no contacto com o solo Soco noutro material (+) ou contacto directo (-) C4 Existência de juntas Juntas em grandes superfícies (+) D Condições de execução D1 Qualificação do director de obra Qualificação (+) D2 Fiscalização e controle de qualidade Fiscalização (+). Controle de Qualidade (+) D3 Aplicação em tempo frio / seco Aplicação em condições extremas (-) D4 Preparação do suporte Rugosidade (+). Limpeza (+). Molhagem (+) D5 Tempos de secagem entre camadas Tempos mínimos garantidos (+). Construção muito rápida (-) E Condições ambientais E1 Características climáticas E3 Temperaturas (ciclos e picos) Extremos de frio e calor cíclicos ou absolutos (-) E4 Humidade relativa (ciclos e picos) Extremos de seco e molhado cíclicos ou absolutos (-) E5 Ciclos gelo / degelo Possibilidade de aparecimento de gelo (-) E2 Características microclimáticas E6 Factores de protecção Localização abrigada ou protegida (+). Zona muito exposta a ventos e chuva (- ) E7 Geometria da Construção Muito irregular com pontos frágeis, ou grandes zonas expostas (-) E8 Orientação e direcção da superfície Chuva: Quadrantes N e NO (-). Sol: Quad. O e NO (-). Superf. não verticais (-) E9 Conjugação vento / chuva Quadrantes mais expostos a ventos dominantes ou situações locais (-). E10 Variação da pressão de vapor Existência de actividades interiores com grande produção de vapor de água (-) E11 Proximidade zonas poluídas/costeiras Zonas industriais, centros urbanos ou zonas costeiras (-)

9 M Nível de manutenção M1 Facilidade de inspecção / reparação Facilidade de inspecção visual e acesso para reparações (+) M2 Periodicidade de manutenção Índices de acordo com a periodicidade prevista M3 Periodicidade prevista para pinturas Índices de acordo com a periodicidade prevista M4 Efeitos do uso / vandalismo Zonas expostas a tráfego de pessoas e veículos / possibilidade de vandalismo (- )