Avaliação do desempenho ao longo do tempo dos revestimentos tipo monocamada

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1 Avaliação do desempenho ao longo do tempo dos revestimentos tipo monocamada Marisa Antunes Quintela FEUP / DEC Portugal marisa@fe.up.pt Maria Helena Corvacho FEUP / DEC / SCC Portugal corvacho@fe.up.pt Vasco Peixoto Freitas FEUP / DEC / LFC Portugal vpfreita@fe.up.pt Resumo: Com o objectivo de validar o desempenho ao longo do tempo do revestimento tipo monocamada, está a ser desenvolvido um estudo, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto FEUP, recorrendo a ensaios de envelhecimento acelerado. Os ensaios realizados têm por objectivo dar a perceber a evolução das características do revestimento, quando este está submetido a diferentes solicitações e a sua capacidade de continuar a contribuir para a satisfação das exigências funcionais da parede. Foram desenvolvidos 3 ciclos de envelhecimento acelerado distintos e as características em análise são o coeficiente de absorção de água por capilaridade, a permeabilidade à água, a aderência ao suporte e a porometria. Palavras chave: revestimento monocamada, monomassa, durabilidade, desempenho. 1. INTRODUÇÃO O revestimento tipo monocamada, conhecido correntemente por Monomassa, tem tido aplicação como revestimento exterior de paredes, em alternativa ao reboco tradicional pintado. Por definição, trata-se de uma argamassa concebida para revestimento, aplicada numa só camada, que cumpre todas as funções de protecção e decoração conseguidas por um sistema multi-camada. A facilidade de aplicação, desde que executada por equipas especializadas, que conduz a bons rendimentos da mão-de-obra, é uma das vantagens que torna este revestimento uma alternativa interessante para os intervenientes na construção. Contudo, os rebocos não-tradicionais, para poderem contribuir eficazmente para a satisfação das exigências funcionais das paredes em que são aplicados, devem manter, durante uma período de vida comparável ao dos rebocos tradicionais, uma boa aderência ao suporte, boa capacidade de impermeabilização, elevada permeabilidade ao vapor de água e aspecto estético aceitável [1].

2 A monomassa é um reboco não-tradicional e apesar da sua aplicação em Portugal já se verificar há largos anos, o conhecimento do seu desempenho ao longo do tempo não é ainda totalmente dominado. Erros de selecção e aplicação deste tipo de material podem dar origem a anomalias que conduzem a intervenções de reparação com custos significativos e que dissimulam as potencialidades deste produto. Para se poder esperar um bom desempenho deste tipo de revestimento é necessário que sejam tidas em consideração as suas limitações de aplicação e os cuidados necessários em todas as fases, desde a selecção, aplicação até à manutenção. Com o estudo que está a ser desenvolvido na FEUP, pretende-se dar um contributo para o melhor conhecimento do desempenho ao longo do tempo deste tipo de revestimento. 2. REVESTIMENTO MONOCAMADA 2.1 Caracterização O revestimento exterior de paredes de ligantes minerais tipo monocamada é classificado em termos funcionais como um revestimento de impermeabilização, sendo a sua principal função contribuir para a estanquidade do conjunto tosco da parede-revestimento, isto é, limitar a quantidade de água que atinge o suporte, de modo a que a parede na sua globalidade seja estanque. Devido à sua espessura de aplicação estes revestimentos asseguram o acabamento da parede e por serem pigmentados conseguem satisfazer as exigências de conforto visual sendo dispensável a pintura do paramento. Em síntese, pode dizer-se que as monomassas são revestimentos de impermeabilização, que conseguem garantir, em simultâneo, o acabamento e decoração da parede, proporcionando protecção contra os agentes mecânicos e climáticos e um aspecto compatível com as exigências de conforto visual. Figura 1 Edifícios (serviços de hotelaria) revestidos com reboco monocamada O facto destas argamassas serem modificadas pode, em certos casos, fazer esquecer que têm limitações como uma argamassa tradicional, que devem ser devidamente consideradas de modo a evitar-se as anomalias de aspecto, que afectam o revestimento apenas do ponto de vista estético e também as anomalias que afectam o comportamento e a durabilidade do revestimento, pondo em causa a satisfação das exigências fundamentais. Nos pontos 2.2 e 2.3 enunciam-se, de modo geral, as anomalias mais frequentes. 2.2 Anomalias de aspecto Os defeitos de aspecto estão principalmente relacionados com manchas que aparecem nas fachadas pelas mais diversas causas. Podemos referir: as diferenças de tonalidade por

3 lixiviação parcial do paramento ou aplicação do produto em fases diferentes, os fantasmas traduzidos pelo reaparecimento das juntas de argamassa que definem as unidades de alvenaria, as eflorescências e as manchas de sujidade devidas à poluição ou desenvolvimento de microorganismos (figuras 2-7). Figura 2 Lixiviação parcial Figura 3 Manchas de tonalidade Figura 4 Fantasmas Figura 5 Eflorescências Figura 6 Sujidades - Poluição Figura 7 Sujidades - Colonização biológica

4 2.3 Anomalias que afectam o comportamento e a durabilidade Os defeitos que afectam o comportamento e a durabilidade do revestimento estão principalmente relacionados com o incumprimento da função principal, a impermeabilização e com a capacidade do revestimento se manter ligado ao suporte. Referimos então, a falta de aderência, que pode proporcionar o descolamento de grandes placas de revestimento e a fissuração, não se incluindo aqui as fissuras estruturais, uma vez que, não é função do revestimento suportar essas deformações, não tendo vocação de se manter contínuo perante fissuras de dimensão superior à sua capacidade (figuras 8-11). Podem também referir-se, neste contexto, falhas de impermeabilidade, em zonas onde não se detectam fissuras, devida a uma pequena espessura da camada de revestimento. Mesmo que o revestimento apresente um coeficiente de capilaridade baixo, não se pode esperar um bom comportamento de impermeabilização se for aplicado com espessura insuficiente. Figura 8 Perda de aderência Figura 9 Destacamento de placas de revestimento Figura 10 Fissuração - Zona corrente Figura 11 Fissuração Cunhal 3. METODOLOGIA DE ENSAIO 3.1 Características avaliadas A metodologia deste trabalho passa por avaliar as propriedades da argamassa e do revestimento no estado inicial (com pelo menos 28 dias de cura) e após envelhecimento artificial acelerado, em vários tempos de ensaio, tendo sido testado um determinado produto comercial, com classificação MERUC conhecida, em duas tonalidades. Relativamente às características da argamassa, foi avaliado o coeficiente de absorção de água por capilaridade e a porometria. Para perceber o desempenho do revestimento associado ao suporte, foi avaliada a permeabilidade à água e a aderência ao suporte. De modo mais expedito, fez-se também o controlo das alterações estéticas em termos de coloração e de fissuração.

5 Nos quadros seguintes, faz-se uma síntese das características e comportamentos avaliados, dos procedimentos e referências normativas tidos como base e dos tipos de provetes e maquetes necessários aos ensaios. Tabela 1 Características avaliadas na argamassa Características Referências Normativas / Suporte de ensaio Procedimentos Coeficiente de absorção de água por capilaridade EN [2] 9 provetes produto de cor B (metades de cm 3 ) Porometria Porosímetro de mercúrio Fragmentos de revestimento Tabela 2 Comportamentos avaliados no revestimento Comportamentos Referências Normativas / Procedimentos Aderência ao suporte EN [3] EN [4] Permeabilidade à água EN [4] Controle da fissuração Observação macroscópica Controle da Coloração Observação macroscópica Suporte de ensaio Maquetes de alvenaria (tijolo furado) de cm 3 com 1 cm e com 2 cm de revestimento. 9 maquetes de cada de cor A 15 maquetes de cada de cor B A cada tempo de ensaio corresponde uma maquete com 1 cm e uma maquete com 2 cm de espessura de revestimento. Os ensaios de capilaridade foram realizados, para cada combinação de envelhecimento acelerado, sempre com os mesmos provetes. 3.2 Ciclos de envelhecimento acelerado. Tempos de ensaio Para este estudo foram desenvolvidas 3 combinações de envelhecimento artificial acelerado distintas. A intenção será avaliar como diferentes solicitações afectam este tipo de produtos e tentar perceber qual será a combinação que melhor traduz o envelhecimento natural. A primeira combinação (ciclo A) consiste na associação de ciclos Aquecimento/Congelação e Humidificação/Congelação e foi baseada na Norma Europeia de 2002 [4]. Tabela 3 Ciclo de envelhecimento acelerado A Condições Duração Equipamento I Aquecimento/Congelação Temperatura 60ºC 8 horas ± 15 minutos Estufa Temperatura 20ºC Humidade Relativa 65% 1/2 horas ± 2 minutos Considera-se equivalente ao ambiente no laboratório Temperatura -15ºC 15 horas ± 15 minutos Arca frigorífica Temperatura 20ºC Humidade Relativa 65% 1/2 horas ± 2 minutos Considera-se equivalente ao ambiente no laboratório Total 24 horas ( n) Temperatura 20ºC Humidade Relativa 65% II Ambiente Normalizado 48 horas Considera-se equivalente ao ambiente no laboratório

6 III Humidificação / Congelação Imersão do revestimento em água 8 horas ± 15 minutos Recipientes Água destilada Temperatura 20ºC Humidade Relativa 65% 1/2 horas ± 2 minutos Considera-se equivalente ao ambiente no laboratório Temperatura -15ºC 15 horas ± 15 minutos Arca frigorífica Temperatura 20ºC Humidade Relativa 65% 1/2 horas ± 2 minutos Considera-se equivalente ao ambiente no laboratório Total 24 horas ( n) O gráfico seguinte traduz a combinação base do ciclo A, um ciclo Aquecimento/Congelação associado a um ciclo Humidificação/Congelação, cada um deste ciclos parciais tem a duração de 24 horas e entre eles existe um tempo de repouso de 48 horas em ambiente de laboratório. Gelo / Degelo Ambiente normalizado Humidificação / Gelo ( n) ( n) 60ºC 65% 20ºC 8 h 1/2 h 15 h -15ºC 1/2 h 48 h 8 h 15 h 1/2 h 1/2 h -15ºC Temperatura [ºC] Humidade Relativa [%] Imersão em água Gráfico 1 Ciclo de envelhecimento acelerado A Aquecimento/Congelação_Humidificação/Congelação (n=1) Para esta combinação de envelhecimento foram avaliados 4 tempos de envelhecimento acelerado, em que cada tempo de ensaio é a duplicação da solicitação em termos de Aquecimento/Congelação e Humidificação/Congelação do tempo de ensaio anterior, começando com n=1, depois temos a duplicação fazendo n=2, em seguida n=4 e no último tempo de ensaio n=8 (sendo n o número de repetições). É de notar que para n=4 temos um ciclo semelhante ao estabelecido na norma de referência EN [4]. A segunda combinação (ciclo B) consiste num ciclo onde se faz variar as condições de temperatura e humidade relativa. O ciclo base tem a duração de 24 horas. Foi determinado por analogia com os registos dos últimos anos de temperatura e radiação, captados pela estação meteorológica do LFC - Laboratório de Física das Construções, instalada na FEUP, considerando um coeficiente de absorção da radiação solar fixo para as cores a analisar. Estas condições foram conseguidas utilizando uma câmara climática.

7 Temperatura [ºC] :00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 Tempo [h] Temperatura (ºC) HR (%) 21:36 0: Humidade Relativa [%] Gráfico 2 Ciclo de envelhecimento acelerado B Temperatura/Humidade Relativa (n=1) Para esta combinação de envelhecimento, foram avaliados 5 tempos de envelhecimento acelerado, em que cada tempo de ensaio é a duplicação da duração da solicitação do tempo de ensaio anterior, começando com n=7 (uma semana), sendo assim os tempos de ensaio são 1 semana, 2 semanas, 4 semanas, 8 semanas e 16 semanas (n= 7, 14, 28, 56 e 112, sendo n o número de repetições do ciclo base). A terceira combinação (ciclo C) consiste num ciclo onde se faz variar as condições de temperatura e humidade relativa associando o efeito da chuva (pulverização com água) e da radiação solar (lâmpada de arco Xénon). Este ciclo foi desenvolvido à imagem do anterior, adaptando-se às limitações do equipamento, sendo acrescido os efeitos da radiação e da pulverização com água. O ciclo base tem a duração de 12 horas. Para esta combinação também foram avaliados 5 ciclos de ensaio (5 tempos de ensaio), seguindo a duplicação temporal da solicitação (n= 7, 14, 28, 56 e 112) Temperatura [ºC] Humidade Relativa [%] -5 0:00 2:24 4:48 Te m po [h ] 7:12 9:36 12:00 0 Tem peratura de Corpo Negro [ºC] Temperatura ambiente [ºC] H um ida de Re la tiva [% ] Pulverização com água Radiação (Lâmpada de arco de xénon a 900 W) Gráfico 3 Ciclo de envelhecimento acelerado C Temperatura/Humidade Relativa/Chuva/Radiação (n=1)

8 3.3 Resultados preliminares À data da realização desta comunicação, a campanha de ensaios proposta ainda não se apresentava concluída. Assim apresentam-se alguns resultados preliminares. Relativamente aos ensaios de porometria, até ao momento ainda não existem resultados disponíveis, estes ensaios estão a ser realizados num laboratório do Departamento de Engenharia Química da FEUP, recorrendo ao porosímetro de mercúrio. Os resultados destes ensaios irão permitir perceber quais as alterações da estrutura porosa ao longo dos diferentes ciclos de envelhecimento Coeficiente de absorção de água por capilaridade O coeficiente de absorção de água por capilaridade, c, associado a uma determinada espessura de revestimento tem influência determinante no comportamento face à capacidade de impermeabilização desse revestimento. A norma EN 998-1:2003 [5] define que os revestimentos monocamada devem ter este coeficiente entre as categorias W1 (c 0,40 kg/m 2.min 0,5 ) e W2 (c 0,20 kg/m 2.min 0,5 ). Foram realizados os ensaios de capilaridade para o tempo inicial (t 0 ), após os 28 dias de cura, e para 4 tempos de envelhecimento acelerado das 3 combinações definidas (A,B,C). Como se pode verificar no gráfico 4, o coeficiente de capilaridade após envelhecimento acelerado mantém-se na categoria mais exigente, W2. Apenas o ciclo A, Aquecimento/Congelação-Humidificação/Congelação, tem um efeito significativo nesta característica, fazendo aumentar o coeficiente 0,13 kg/m 2.min 0,5 (cerca de 260%). Os ciclos B, Temperatura/Humidade Relativa, e C, Temperatura/Humidade Relativa/Chuva/Radiação, tiveram um efeito muito semelhante entre eles, conduzindo a uma ligeira diminuição deste coeficiente. 0,4 W1 Cm [kg/(m2.min0,5)] 0,3 0,2 0,1 W2 Valor comercial declarado 0 t_0 t 0 tt_1 1 t_2 t 2 t_3 t 3 t_4 t 4 t_5 t 5 Tempos de ensaio PmB.CicloA.EN PmB.CicloB.T-HR PmB.CicloC.T-HR-Ch-Rad Gráfico 4 Evolução do coeficiente de absorção de água por capilaridade. Comparação entre os 3 ciclos estabelecidos (A, B, C) Permeabilidade à água Sendo o revestimento monocamada classificado, a nível funcional, como de impermeabilização, a avaliação da permeabilidade à água tornava-se indispensável. Esta

9 avaliação foi feita, para cada tempo de ensaio, determinando a quantidade de água que em 48 horas passa numa área de 78,5 cm 2 (área da base de um cone com 10 cm de diâmetro). Para tentar validar o resultado, em cada maquete são efectuados 2 ensaios, obtendo assim 2 valores de permeabilidade à água para cada maquete, que no gráfico seguinte aparecem designados por máximo (máx) e mínimo (min.). No final da campanha terão sido efectuados 96 ensaios de permeabilidade, em maquetes com 1cm e 2 cm de espessura de revestimento (Ma1mB e Ma2mB). Figura 12 Ensaio de permeabilidade à água No gráfico 5 pode-se ver a desproporção entre valores obtidos para diferente número de repetições (tempos de ensaio) do ciclo B. Permeabilidade à água decorridas 48 horas [ml/cm2] Limite regulamentar após envelhecimento (EN ) t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t_0 t_1 t_2 t_3 t_4 t_5 Tempos de ensaio M a.1mb (máx.) M a.1mb (min.) M a.2mb (máx.) M a.2mb (min.) Gráfico 5 Evolução da permeabilidade à água das maquetes submetidas ao envelhecimento acelerado com variação da temperatura e humidade relativa (Ciclo B). Comparação entre maquetes com 1cm e com 2 cm de revestimento.

10 A desproporção entre os resultados obtidos nos ensaios efectuados na mesma maquete, dificulta a avaliação desta propriedade em cada tempo de ensaio e a possibilidade, a esta data, de se traçar uma linha de tendência ao longo do envelhecimento, sendo necessário cruzar com a informação das outras características, nomeadamente da porometria Aderência ao suporte Uma boa aderência do revestimento ao suporte é característica necessária para o bom desempenho ao longo da vida útil. Neste estudo, no final da campanha, terão sido efectuados 528 arrancamentos, 11 em cada maquete, dos quais 8 são efectuados em carotes circulares, 5 em estado seco e 3 em estado húmido, e os 3 restantes são efectuados em estado seco em carotes quadradas. Figura 13 Ensaio de arrancamento No gráfico seguinte apresenta-se os valores determinados para as maquetes com revestimento B (cor terra). 0,5 Tensão de aderência [N/mm2] 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Valor recomendado Valor declarado Valor limite inferior t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t_0 t_1 t_2 t_3 t_4 t_5 Tempos de ensaio Ma.1mB(C.seco) Ma.1mB (Q.seco) Ma.1mB (C.húmido) Ma.2mB(C.seco) Ma.2mB (Q.seco) Ma.2mB(C.húmido) Gráfico 6 Evolução da tensão de aderência das maquetes submetidas ao envelhecimento acelerado com variação da temperatura e humidade relativa (Ciclo B).

11 Dos ensaios efectuados podemos verificar que todos os valores se encontram acima do valor declarado pelo fabricante, sendo nesta altura perceptível que as maquetes com 2 cm de revestimento apresentam melhor comportamento relativamente à aderência ao suporte. Só no final da campanha de ensaios será possível definir uma tendência, de evolução da aderência ao suporte, com o envelhecimento Controle da coloração O controle da coloração foi efectuado de modo expedito, apenas através da visualização macroscópica. Da análise dos tempos de envelhecimento efectuados podemos concluir que o envelhecimento com o ciclo A e com o ciclo B não causa alterações significativas, em termos de coloração das maquetes. As grandes alterações estéticas surgem com o envelhecimento acelerado do tipo C, onde se introduz o efeito da radiação e da pulverização com água. Com este ciclo as alterações são visíveis logo no segundo tempo de ensaio (n=14, isto é, 14 repetições do ciclo base) onde é perceptível a alteração localizada da cor, esta degradação vai aumentando com o tempo de exposição. No último tempo de ensaio, após 112 repetições do ciclo base as alterações são muito significativas. Figura 14 Manchas de coloração e libertação de pigmentação 4. Conclusões O objectivo deste estudo, como foi referido, é fornecer um contributo para a compreensão do desempenho ao longo do tempo deste tipo de revestimento, nomeadamente perceber quais as características que se alteram, ou que se alteram mais rapidamente, e em que sentido. Nesta comunicação apresentam-se alguns resultados, preliminares, obtidos nos ensaios já realizados. O coeficiente de absorção de água por capilaridade apenas é alterado de modo significativo com a solicitação do ciclo A (Aquecimento/Congelação- Humidificação/Congelação), onde se observa o aumento deste coeficiente com o envelhecimento. A evolução desta propriedade com ciclos B e C é semelhante, havendo a tendência para uma ligeira diminuição. Relativamente à permeabilidade à água e à aderência ao suporte, só no final da campanha de ensaios será possível definir uma tendência. Os resultados dos ensaios de porometria serão fundamentais para a compreensão das alterações da estrutura porosa.

12 As alterações da coloração e aparecimento de manchas apenas ocorreram com o ciclo de envelhecimento C, onde se associa o efeito da radiação e da pulverização com água. Este resultados apenas são indicativos, não se podendo generalizar para a totalidade dos produtos deste tipo existentes no mercado, uma vez que apenas se ensaiou um tipo de produto, não estando ainda concluída, à data da realização desta comunicação, para esse produto, a campanha de ensaios proposta. Agradecimentos Agradecemos ao Eng. Luís Silva em representação da weber cimenfix a colaboração na realização dos provetes e maquetes necessários para a realização dos ensaios. Referências [1] Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Curso de especialização de paredes. Lisboa, LNEC, [2] CEN. EN Methods of test for mortar for masonry Part 18: Determination of water absorption coefficient due to capillary action of hardened mortar [3] CEN. EN Methods of test for mortar for masonry Part 12: Determination of adhesive strength of hardened rendering and plastering mortars on substrates [4] CEN. EN Methods of test for mortar for masonry Part 21: Determination of the compatibility of one-coat rendering mortars with substrates [5] CEN. EN Specification for mortar for masonry Part 1: Rendering and plastering mortar [6] Freitas, V.P. & Sá, A. Vaz. Cementitious adhesives performance during service life. International conference on durability of building materials and components, 10dbmc. Lyon, France, April 17-20, 2005.