CAPÍTULO 44 Sistemas de Impermeabilização e Isolamento Térmico Elton Bauer UnB Paulo H. Vasconcelos IMPERCIA J.E. Granato BASF CC
Introdução Por que impermeabilizar? Conforto, Bem-estar, Saúde... para o usuário Manutenção da estrutura da edificação. Conservação, manutenção do bem imóvel (propriedade).
Impermeabilização deficiências da atividade Falta de conscientização da importância da impermeabilização Ausência de cursos sobre sistemas de impermeabilização em escolas e universidades Falta de centros de treinamento e profissionalização de mão de obra para aplicadores, técnicos de nível médio e superior Falta de conscientização da necessidade do projeto de impermeabilização
Tecnologia da impermeabilização Projeto de impermeabilização Qualidade de materiais e sistemas Qualidade de execução Qualidade da construção Fiscalização Preservação
Projeto de impermeabilização NBR 9575 Deve fazer parte integrante dos projetos de construção, como estrutural, hidráulica, elétrica, arquitetura, paisagismo, instalações, etc. Compatibilização com todos os componentes da construção A impermeabilização não deve sofrer nem ocasionar interferências
Qualidade dos materiais e sistemas de impermeabilização Qualidade e desempenho variáveis Produtos normalizados e não normalizados Métodos de aplicação Características físico-químicas Durabilidade Esforços a que será submetido Resistência físico-química às solicitações Adequação às exigências de desempenho
Qualidade dos materiais e sistemas de impermeabilização Figura 1 Detalhe de manta asfáltica degradada por ação de raios U.V. Fonte: Impercia
Qualidade da execução da impermeabilização Habilitação da empresa aplicadora Equipes especializadas na aplicação Credenciamento pelo fabricante Porte da empresa frente ao tamanho dos serviços Registro nos órgãos competentes Estabilidade financeira Garantia dos serviços
Qualidade da execução da impermeabilização Figura 2 Detalhe de má execução de impermeabilização Fonte: Impercia
Qualidade da construção Tipo de materiais utilizados na construção Baixo cobrimento das armaduras Trincas e descolamentos Substratos inadequados Proteções inadequadas Interferências construtivas Falhas executivas Patologias construtivas
Qualidade da construção Figura 3 Reservatório de água mau executado sendo reparado e preparado para ser impermeabilizado Fonte: Impercia
Fiscalização Conhecimento de todos os projetos, inclusive do projeto de impermeabilização Controle da qualidade do substrato e dos acabamentos Controle dos materiais impermeabilizantes Controle dos serviços de impermeabilização Testes e ensaios necessários Definir soluções para as incompatibilidades e interferências que possam ocorrer Arquivo da documentação
Preservação e conservação Impedir a danificação por terceiros, como no assentamento de revestimentos, quebras e demolições, em serviços de instalações de para raios, antenas, luminárias, etc. Recomendações aos usuários para evitar perfurações e danos. Programa de conservação da impermeabilização Vistorias periódicas. Réu memória
Preservação e conservação Figura 4 Exemplos de danos a camada impermeabilizante Fonte: Impercia
Materiais e sistemas impermeabilizantes Produtos com propriedades de impedir a passagem de água, ou fluidos, sob forma líquida ou vapor. Solicitações impostas aos materiais impermeabilizantes: Água por percolação Água por absorção capilar Água por pressão hidrostática
Propriedades e requisitos Resistência Mecânica: tração, compressão e alongamento deformação residual aderência ao suporte fadiga dinâmica puncionamento estático e dinâmico rasgamento grau e tipo de fissuração do substrato degradação à agentes químicos abrasão
Propriedades e requisitos Resistência Térmica: altas temperaturas baixas temperaturas ciclos térmicos estabilidade térmica dimensional flexibilidade à baixas temperaturas
Propriedades e requisitos Flexibilidade: flexível semi-flexível rígido Deformabilidade elástico plástico plasto-elástico
Propriedades e requisitos Aplicabilidade: pré fabricado moldado in loco aplicação à quente aplicação a frio base água ou base solvente
Propriedades e requisitos Proteção: dispensa proteção requer proteção auto protegido proteção térmica
Propriedades e requisitos Características do Substrato: aderido ao substrato não aderido ao substrato requer berço amortecedor presença de umidade no substrato resistência do substrato rugosidade do substrato composição do substrato
Propriedades e requisitos Forma do Substrato: baixa inclinação elevada inclinação plana abobadada cilíndrica esférica complexa
Propriedades e requisitos Estabilidade: estabilidade ao longo do tempo vida útil necessidade de conservação periódica
Propriedades e requisitos Outros Aspectos: grau de especialização exigido exequibilidade custo rapidez na aplicação fatores de risco - exigência de segurança exigências de EPI armazenamento normalização ABNT toxidade restrições de utilização
Asfalto Impermeabilizante mais antigo utilizado: citações bíblicas - arca de Noé aquedutos romanos jardins suspensos da Babilônia canais de irrigação piscinas e reservatórios casas de banhos sagradas
Asfalto Mistura complexa de hidrocarbonetos de elevado peso molecular e outros componentes em pequena escala. Termoplástico - consistência varia em função da temperatura. Obtido pela destilação do petróleo ou raramente encontrado em estado natural. Também denominado CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo.
Asfalto Asfaltos usados com impermeabilizantes podem ser divididos em dois grandes grupos: Asfaltos sem adição polimérica Asfaltos com adição polimérica
Asfalto Asfaltos com adição polimérica busca-se reduzir a termo-sensibilidade e aumentar a elasticidade ou plasticidade, o que, devido às variações dimensionais cíclicas da estrutura, permite um desempenho superior do material. Plastoméricos: Polímeros de APP são os mais usado no Brasil Elastoméricos: Polímeros de SBS são os mais utilizados no Brasil
Asfalto Os materiais impermeabilizantes base asfáltica podem ser divididos em dois grupos pela forma de fabricação/aplicação: Membranas Asfálticas são impermeabilizantes de base asfáltica, moldados no local a ser impermeabilizado, podendo conter ou não estruturantes (tela de poliéster, véu de poliéster, etc.). Mantas Asfálticas material impermeabilizante, flexível, pré-fabricado, com um estruturante interno à sua massa asfáltica, com vários tipos de acabamento superficial.
Membranas Asfálticas Asfaltos oxidados Asfaltos diluídos Emulsões asfálticas Asfaltos policondensados Asfaltos elastoméricos Soluções asfálticas elastoméricas Emulsões asfálticas elastoméricas Asfaltos modificados com poliuretanos Outros
Asfaltos oxidados: Membranas Asfálticas São feitos pela passagem de ar, em temperaturas elevadas, no asfalto de destilação direta (CAP) Deformam em torno de 10% (sem modificação com óleos ou polímeros), são quebradiços em baixas temperaturas, com baixa resistência à fadiga. São comercializados em barras sólidas e aplicados à quente após serem derretidos em caldeiras. A oxidação do asfalto altera as seguintes características físicas principais: aumento do peso específico e consistência; diminuição da ductibilidade; diminuição da suscetibilidade às variações de temperatura.
Membranas Asfálticas Asfaltos diluídos: São resultantes da diluição do CAP, ou do asfalto oxidado, por diluentes destilados do petróleo. Os diluentes têm a finalidade apenas como veículo de diluição, de forma a permitir a sua aplicação à temperatura ambiente (aplicações a frio) São largamente empregados para imprimação de substratos que receberão sistemas impermeabilizantes de base asfáltica como membranas asfálticas ou mantas asfálticas. NBR 9686 (ABNT:2006) São também empregados como pinturas protetoras de superfícies, impermeabilizantes, pinturas anticorrosivas para metais, dentre outras utilizações.
Emulsões asfálticas: Membranas Asfálticas São dispersões de cimento asfáltico em fase aquosa (CAP, água e emulsificantes) Por não haver adições poliméricas neste material, forma uma membrana dura e quebradiça em baixas temperaturas. Devido ao seu baixo custo, a utilização desse impermeabilizante é muito difundida, mas deve ser restrita às áreas com baixa deformação, por ação estrutural ou térmica. São também uma opção, ainda que provisória, rápida e barata em períodos de chuvas, uma vez que, por serem à base de água, podem ser aplicadas em substratos úmidos (mas sem poças de água).
Membranas Asfálticas Asfaltos policondensados São obtidos por reação de condensação em reatores de processo contínuo com variação de vazão, temperatura e pressão, resultando em um aumento médio do peso molecular da massa de CAP. São comercializados em barras sólidas e aplicados a quente após serem derretidos em caldeiras.
Membranas Asfálticas Asfaltos elastoméricos Obtidos pela composição de CAP e polímeros elastoméricos em dispersores em temperatura adequada, asfaltos elastoméricos são comercializados em barras sólidas e aplicados a quente através do derretimento das barras em caldeiras, cuja temperatura deve ser controlada.
Membranas Asfálticas Figura 5 Aplicação de membrana asfáltica de asfalto elastomérico a quente Fonte: Impercia
Membranas Asfálticas Soluções asfálticas elastoméricas Soluções asfálticas elastoméricas são os mesmos asfaltos elastoméricos em barras, porém diluídos em solventes e, por vezes, com cargas adicionadas para melhorar o escorrimento. Têm a característica de serem aplicadas a frio, o que, por vezes, facilita muito a aplicação.
Membranas Asfálticas Emulsões asfálticas elastoméricas Emulsões asfálticas elastoméricas são dispersões de asfalto elastomérico em fase aquosa. Por serem produtos isentos de solventes, seguem a tendência mundial de utilização de produtos que degradem menos o meio ambiente. Podem ser aplicadas em locais fechados e em substratos com umidade, mas sem filme de água.
Membranas Asfálticas Asfaltos modificados com poliuretanos Asfaltos modificados com poliuretano se diferenciam em relação aos asfaltos elastoméricos modificados pela família SBS por serem modificados por um polímero termofixo. O sistema de formação de película se dá através de reação química, e a película formada não é mais susceptível à ação da variação de temperatura. O poliuretano confere ao asfalto, além das características já citadas dos asfaltos poliméricos, elevada resistência química, fazendo com que esse tipo de membrana seja empregada em aplicações mais técnicas.
Mantas Asfálticas Material: Mantas pré-fabricadas com asfalto oxidado ou modificado com polímeros (APP, SBS, EPDM, etc.) (NBR 9952) Estruturante: Estruturados com armaduras de véu de poliéster, véu de fibra de vidro, filme de polietileno, filme de poliéster, etc. Aplicação: Após imprimação com o primer, aplicação e soldagem das sobreposições com maçarico de gás GLP, asfalto oxidado ou modificado a quente, asfaltos adesivo ou auto adesividade.
Mantas Asfálticas Espessura: Espessura variável em função do local de aplicação, sendo o mínimo 3 mm em mono camada ou 2 mm quando aplicado sobre a mesma outra manta de espessura igual ou maior que 3 mm Consumo: Consumo médio de 1,15 m²/ m² de área impermeabilizada.
Mantas Asfálticas Utilização: Impermeabilização para água de percolação, umidade ou pressão hidrostática positiva. Lajes com trânsito de pedestres, tráfego de veículos ou sem tráfego, dependendo do tipo de manta. Lajes expostas a intempéries, com mantas com acabamento em grânulos minerais, filmes de alumínio ou pinturas protetivas. Estruturas sujeitas a pressão hidrostática positiva, como reservatórios, piscinas, tanques espelhos d água, etc.
Mantas Asfálticas Figura 6 Materiais Constituintes da Manta asfáltica Fonte: J E Granato
Mantas Asfálticas Figura 7 Foto de manta asfáltica auto-protegida acabamento aluminizado Fonte: Impercia
Mantas Asfálticas Figura 8 Aplicação de manta asfáltica Fonte: Impercia
Mantas Asfálticas Massa Asfáltica é o elemento constituinte da manta asfáltica diretamente responsável pela durabilidade, aderência, flexibilidade em baixas temperaturas, resistência ao escorrimento em altas temperaturas, entre outras propriedades finais do produto. Pode ser modificada ou não por adição de polímeros. Vale relembrar-se que a quantidade e a qualidade do polímero presente no composto asfáltico também terão papel fundamental na qualidade final do composto e, por conseguinte, da manta asfáltica.
Mantas Asfálticas Estruturantes são os elementos responsáveis, principalmente, pela resistência à tração das mantas asfálticas. Os mais utilizados são: a) não tecido de poliéster, formado por filamentos contínuos de poliéster distribuídos em forma aleatória, sem configurar uma trama para ser considerado tecido, é comercializado em várias gramaturas. b) filme de Polietileno são estruturantes de baixo custo, com baixa resistência à tração, mas que confere à manta final elevada flexibilidade e alongamento; c) véu de fibra de vidro, obtido através da aglomeração, através de resinas especiais, de fibras de vidro, não possui elevada resistência à tração e tampouco tem boa flexibilidade e alongamento
Mantas Asfálticas Acabamento Superficial a) Polietileno-Polietileno: são mantas revestidas dos dois lados de um polietileno de baixa espessura e baixa gramatura e microperfurado, para que a chama do maçarico possa melhor extingui-lo durante a aplicação. b) Areia-Areia: são mantas revestidas por camada de areia muito fina em ambos os lados. O acabamento de areia melhora a aderência em membranas asfalto a quente, quando utilizadas como camada berço ou intermediária. c) Areia-Polietileno: são mantas revestidas, de um lado, por um filme de polietileno e, do outro, pela camada de areia fina.
Mantas Asfálticas Acabamento Superficial d) Aluminizada: são mantas revestidas, pelo lado interno, por um filme de polietileno a ser extinguido por aplicação de chama na aplicação e, pelo lado externo, por uma membrana metálica, muito fina, com o objetivo de proteger a manta contra a ação dos raios U.V. e) Ardosiada: são mantas revestidas, pelo lado interno, por um filme de polietileno a ser extinguido na aplicação e, pelo lado externo, por uma membrana granular de ardósia, muito fina, com o objetivo de proteger a manta contra a ação dos raios ultravioletas e do tráfego eventual de pedestres.
Polímeros Sintéticos São impermeabilizantes cujos componentes principais são polímeros sintéticos excluíndo-se os asfaltos Podem ser sub-divididos em dois grandes grupos em função de seu comportamento em relação a variação de temperatura Termofixos Termoplásticos Tais como os impermeabilizantes asfálticos podem ser sub-divididos, em funçao de sua aplicabilidade e fabricaçao em mantas e membranas moldados em loco.
Polímeros Sintéticos Membranas de neoprene: São elastômeros, denominados policloroprenos, e são utilizados como membranas aplicadas em várias camadas, intercaladas ou não com reforços de tela de nylon ou poliéster (NBR 9396, ABNT,1986). Membranas de hypalon: Nome comercial dos elastômeros polietilenos clorossulfonados. Possuem ótima resistência aos raios ultravioletas. Conjuntamente com o neoprene, o hypalon é um sistema apropriado para impermeabilização de lajes expostas, tipo abobadas, cúpulas, etc. Atualmente, é pouco utilizado devido ao alto custo da matéria-prima.
Polímeros Sintéticos Membranas de poliuretano: São polímeros líquidos de polibutadieno que, quando reagem com isocianatos, formam os polímeros termofixos poliuretanos. Têm boa resistência a produtos químicos e alta elasticidade. São utilizadas na fabricação de impermeabilizantes líquidos, diluídos ou não em solventes, mástiques, adesivos, tintas, vernizes, etc. As membranas de poliuretano têm elevada durabilidade e, quando a sua aplicação vem associada a agregados miúdos, podem ter excelente resistência à abrasão. Por isso, é indicado o seu uso até mesmo para estacionamentos elevados.
Polímeros Sintéticos Figura 9 Mistura para a aplicação da membrana de Poliuretano Fonte: BASF CC
Polímeros Sintéticos Figura 10 Aplicação da membrana de Poliuretano Fonte: BASF CC
Polímeros Sintéticos Figura 11 Aplicação da membrana de Poliuretano com asperção de agregado Fonte: BASF CC
Polímeros Sintéticos Figura 12 Estacionamento com o sistema impermeabilizante a base de membrana de poliretano aplicado em seu estado final Fonte: BASF CC
Polímeros Sintéticos Membranas de poliuréia Trata-se de uma tecnologia ainda muito recente e inexplorada pelo mercado da construção civil. No mercado nacional, as poliuréias encontradas são bicomponentes de reação muito rápida (entre 3 a 10 segundos); por isso necessitam de equipamentos e mão-de-obra especiais para a sua aplicação. Esses equipamentos são chamados de Hot-sprays por aplicarem o produto através de pulverização numa temperatura superior a 70ºC. O resultado final é uma membrana de secagem praticamente instantânea, muito flexível e elástica, com elevada resistência química, aderência, resistência mecânica, entre outras características.
Pinturas de epóxi Polímeros Sintéticos Os impermeabilizantes à base de polímero termofixo de epóxi são altamente impermeáveis e resistentes a produtos químicos. Na forma natural, são rígidos, o que limita sua utilização em estruturas de concreto sujeitas à fissuração dinâmica. No entanto, podem ser flexibilizados com o uso de alcatrão. São utilizados para impermeabilização de tanques de produtos químicos, subsolos e cortinas submetidos à influência ou não de lençol freático, pisos frios, floreiras de concreto, pisos industriais, etc. Podem ser apresentados como impermeabilizantes isentos de solventes, solubilizados em solventes ou em forma de emulsão. As resinas de epóxi não devem ficar expostas à ação dos raios ultravioletas do sol por não terem resistência para tal.
Polímeros Sintéticos Figura 13 impermeabilizante a base de resina epóxi sendo aplicado Fonte: IMPERCIA
Polímeros Sintéticos Membranas acrílicas Esses polímeros são utilizados para a confecção de emulsões impermeabilizantes, mástiques, tintas refletivas para impermeabilizações asfálticas, tintas impermeáveis e vernizes. Esses produtos podem ser produzidos a partir de resinas acrílicas puras, acrílicas estirenadas ou acrílicas vinílicas. Possuem boa elasticidade e aderência, quando bem formuladas, e boa resistência aos raios UV, quando formuladas a partir dos polímeros de acrílico puro. Indicadas para a impermeabilização exposta em lajes inclinadas, abóbadas, cúpulas e demais formas irregulares que dificultam o uso de sistemas de impermeabilização que precisem ser protegidos (NBR 13321, ABNT,1995).
Polímeros Sintéticos Figura 14 Cúpulas do congresso nacional impermeabilizadas com o sistema de membrana acrílica Fonte: IMPERCIA
Polímeros Sintéticos Mantas de butil e EPDM Copolímero de isobutileno isopreno (butil) (NBR 9229, ABNT, 1986) e etileno-propileno-dieno-monômero (EPDM) (NBR 11797, ABNT,1992) são elastômeros sintéticos de ótima elasticidade, resistência à fadiga e impermeabilidade a água e gases. São utilizados em forma de mantas pré-fabricadas. As mantas de butil ou EPDM são produzidas com espessuras entre de 0,8 mm e 1,2 mm, o que as torna muito suscetíveis a perfurações. Para a sua execução, é necessária a utilização de mão-de-obra altamente especializada.
Polímeros Sintéticos Figura 15 Aplicação de manta de EPDM Fonte: IMPERCIA
Polímeros Sintéticos Mantas de PVC Polímero termoplástico, denominado cloreto de polivinila, naturalmente rígido, é flexibilizado com plastificantes, tornando-se elástico. É utilizado na fabricação de mantas (NBR 9690, ABNT,1986). Atualmente no Brasil, tem pouca utilização nas impermeabilizações de obras de construção predial; é mais utilizada em revestimento de canais de irrigação, lagoas, tanques, túneis, entre outras. Todavia, tem uma enorme participação nesse mercado nos Estados Unidos e na Europa, pois, com o aparecimento de novas formulações químicas, é um material com grande durabilidade. Por ser um polímero termoplástico, a soldagem das emendas das são executadas na maioria das obras com soldadores de ar quente
Polímeros Sintéticos Figura 16 Manta de PVC sendo aplicada na praça da Sé em São Paulo (detalhe ao lado do equipamento de solda das emendas da manta) Fonte: MC BAUCHEMIE
Polímeros Sintéticos Figura 17 Manta de PVC aplicada em espelho d água Fonte: MC BAUCHEMIE
Polímeros Sintéticos Mantas de PEAD O PEAD (polímero de polietileno de alta densidade) é um polímero termoplástico naturalmente flexível, sem necessidade de adição de plastificantes. É apresentado na forma de mantas, com grande utilização em obras onde se exigem resistência à agressividade química e alta impermeabilidade, como aterros sanitários, aterros industriais, pátios de escória siderúrgica, tanques de lixiviação, tanques de produtos químicos, bases de tanques de derivados de petróleo, indústria petroquímica, canais de irrigação, lagoas, dentre outras aplicações mais técnicas. Por ser um polímero termoplástico, a soldagem das emendas é executada com máquinas soldadoras de ar ou cunha quente, ou por máquinas extrusoras do próprio polímero.
Polímeros Sintéticos Figura 18 Manta de PEAD aplicada em canal de irrigação Fonte: IMPERCIA
Polímeros Sintéticos Mantas de polipropileno Polímero de polipropileno é um polímero termoplástico de elevada impermeabilidade e flexibilidade. É utilizado na fabricação de mantas, que podem ser reforçadas com telas de poliéster para melhor resistência. Sua aplicação é mais freqüente em grandes coberturas industriais, ficando expostas à ação das intempéries. De grande resistência a produtos químicos, também é utilizado como revestimentos de tanques de produtos químicos. Sua soldagem é executada não só com máquinas soldadoras de ar ou cunha quente, como também por meio de extrusoras do próprio polímero.
Cimentos Impermeabilizantes Os cimentos impermeabilizantes são produtos em que o cimento participa como elemento aglomerante e que, sofrendo adições de emulsões acrílicas, adquirem propriedades impermeabilizantes. São moldados no local a ser impermeabilizado, podendo ou não sofrer reforços de estruturantes. Caracterizam-se, portanto, como membranas impermeáveis.
Cimentos Impermeabilizantes Os cimentos impermeabilizantes podem ser subdivididos em três grupos: cimentos cristalizantes; argamassas poliméricas semiflexíveis; argamassas poliméricas flexíveis.
Cimentos Impermeabilizantes Cimentos Cristalizantes: constituem um sistema à base de cimentos e aditivos químicos minerais, aplicados sob forma de pintura diretamente sobre concreto, argamassa ou alvenaria previamente saturados com água. Através de uma penetração osmótica pela porosidade do substrato, obtém-se uma reação química de seus componentes com a água de saturação, formando, inicialmente, um gel que, depois, transforma-se em depósitos de cristais insolúveis que colmatam a porosidade do substrato. Por ser um sistema em que a deposição de polímero na porosidade não forma filme, pode ser usado para pressões bilaterais.
Cimentos Impermeabilizantes Argamassas Poliméricas Semiflexíveis: Pode-se considerar as argamassas poliméricas como uma evolução dos cimentos cristalizantes. A diferença entre eles é a qualidade da emulsão polimérica e dos aditivos em pó presentes no componente cimento, que faz com que o produto funcione tanto pela ação de cristalização da porosidade da estrutura, quanto pela formação de uma membrana também com elevada impermeabilidade. O princípio do funcionamento é o mesmo dos cimentos cristalizantes: por pressão osmótica, as cadeias poliméricas e os minerais são depositados na porosidade da estrutura, conferindo-lhe impermeabilidade (por isso, há a necessidade de o substrato estar úmido no momento da aplicação), mas também há formação de membrana impermeabilizante.
Cimentos Impermeabilizantes Argamassas Poliméricas Semiflexíveis: excelente aderência ao substrato, proporcionada pelo componente de emulsão polimérica do tipo acrílico ou estireno butadieno (SBR), além do poder aglomerante do cimento; possui alguma flexibilidade (semiflexível) e baixo módulo de deformação se comparado à estrutura na qual está sendo aplicado, apesar de não suportar abertura de fissuras e necessitar de um substrato (estrutura) sem brocas, nichos ou falhas de concretagem; permite a incorporação de armaduras de tela de nylon ou poliéster para aplicação em reforços de áreas críticas, mas não são aconselhados para fissuração dinâmica;
Cimentos Impermeabilizantes Figura 19 Argamassa polimérica semiflexível sendo aplicada em piso de banheiro Fonte: IMPERCIA
Cimentos Impermeabilizantes Argamassa Poliméricas flexíveis: As argamassas poliméricas flexíveis são consideradas a evolução das argamassas poliméricas semiflexíveis. Não tem a limitação de uso em estruturas sujeitas a movimentação e/ou a leves fissurações, como reservatórios elevados, grandes reservatórios. Atualmente, é fabricada também uma nova geração de argamassas poliméricas flexíveis, nas quais são incorporadas aditivos antienvelhecimento, fibras sintéticas, entre outras novas adições, que permitem estender o uso desse produto para novas aplicações até então não pensadas para esse sistema impermeabilizante, como lajes e coberturas.
Argamassas e Concretos Impermeáveis São concretos e argamassas aditivados com silicatos e outros compostos. Como os aditivos são incorporados a concretos e argamassas durante sua mistura, depositando-se em sua porosidade interna, é extremamente dependente de que não ocorram fissuração, nem tampouco brocas e falhas em sua estrutura interna. Pode ser muito bem utilizado como impermeabilização auxiliar a outro sistema, como os sistemas de argamassas poliméricas. É o sistema impermeabilizante que, por apresentar baixo custo, mais utilizado no Brasil, contudo, muitas vezes, o uso é feito de maneira errada e em aplicações não apropriadas, levando a maus resultados finais.
Silicatização Constitui-se de silicatos em base aquosa, com características de formação de um gel que se cristalizam na porosidade do substrato.esses produtos são aplicados diretamente a estruturas de concreto e penetram por ação osmótica e por fricção mecânica. É um sistema rígido e, por isso, tem as mesmas limitações dos sistemas impermeabilizantes rígidos já citados. Também são utilizados em aplicação superficial em pisos de concreto industrial ou revestidos com pedras ou tijolos porosos, impermeabilizando-os e aumentando a dureza superficial.
Injeção de resinas de Poliretano O sistema consiste na injeção de uma resina hidroexpansiva a base de poliuretano MDI. A resina é injetada nas fissuras, nichos de concretagem e demais locais de saída do fluido (tratamento negativo de impermeabilização). Devido a alta pressão de injeção, e a baixa viscosidade da resina, a mesma preenche os vazios da estrutura de concreto e, em contato com a água presente nesses locais, reage quimicamente se hidroexpandindo numa estrutura de células fechadas impedindo a passagem do fluido.
Injeção de resinas de Poliretano Figura 20 Detalhe do equipamento de injeção e de uma injeção de resina de poliuretano em fissuras de um reservatório de água Fonte: IMPERCIA
Injeção de resinas de Gel de Acrílico O sistema consiste na injeção de uma resina de gel de acrílico, que em contato com a água forma um filme impermeável e muito elástico. A resina na interface do solo com a parede sujeita a infiltrações, reagindo com a água presente no solo, formando o filme impermeável. É uma solução para tratamento negativos de infiltrações em locais aonde não se pode fazer a escavação do solo e o tratamento positivo da infiltração.
Injeção de resinas de Gel de Acrílico Figura 21 Injeção de Gel Acrílico no solo por trás da estrutura de concreto Fonte: MC BAUCHEMIE
Sistemas Impermeabilizantes Sistema de impermeabilização pode ser definido como o conjunto de materiais que, aplicados em determinadas condições, conferem impermeabilidade às construções. Um determinado sistema de impermeabilização, que normalmente é intitulado com o nome do material impermeabilizante principal, envolve diversos materiais, como: o material impermeabilizante, com determinado consumo ou espessura, os estruturantes para reforços, os materiais de imprimação, os berços amortecedores, as camadas separadoras e os sistemas de proteção, além da técnica e seqüência de aplicação.
Sistemas Impermeabilizantes Os sistemas de impermeabilização podem ser classificados de diversas maneiras. As classificações permitem compreender melhor as diferenças básicas entre os sistemas, de forma a possibilitar a análise daqueles sistemas que mais se adaptam a uma determinada exigência de impermeabilização.
Flexibilidade Sistemas Impermeabilizantes Flexíveis: São sistemas de impermeabilização que possuem flexibilidade e capacidade de deformação suficientes para absorver as movimentações das estruturas a serem impermeabilizadas, sem apresentar fissuras, rasgamentos e outras falhas que possam comprometer seu desempenho. alta flexibilidade: membranas de asfaltos poliméricos em solução, mantas de butil, mantas de EPDM, mantas de PVC, membranas de neoprene, etc.; média flexibilidade: emulsões asfálticas poliméricas, membranas acrílicas, asfaltos com baixo teor de polímeros, etc.; baixa flexibilidade: asfalto oxidado, emulsão asfáltica com carga, etc.
Flexibilidade Sistemas Impermeabilizantes Rígidos: São sistemas de impermeabilização que não possuem flexibilidade, que limitam seu desempenho à não existência de deformações do substrato que possam provocar seu rompimento. São exemplos de sistemas rígidos: argamassa/concretos com aditivos hidrófugos, cimentos cristalizantes.
Flexibilidade Sistemas Impermeabilizantes Semiflexíveis: Pode-se definir como sistemas que possuem baixo módulo de elasticidade, mas que suportam as deformações do substrato, dentro de determinados limites. Por exemplo, poderíamos enquadrar um sistema como semiflexível caso absorva a ocorrência de uma fissura do substrato de concreto, até os limites definidos por norma, que é de 0,3 mm. No entanto, os mesmos podem romper caso a fissura seja dinâmica, acarretando fadiga do sistema impermeabilizante. Como exemplos de sistemas semiflexíveis podem-se citar as pinturas de base epóxi flexibilizadas e as membranas de argamassa polimérica semiflexível.
Sistemas Impermeabilizantes Metodologia de aplicação Membranas: São sistemas moldados no local de aplicação, envolvendo diversas camadas, com ou sem a incorporação de materiais estruturantes. Mantas: São sistemas pré-fabricados ou industrializados por calandragem, extrusão, extensor, com características definidas, como, por exemplo, as mantas asfálticas, butílicas, EPDM, PVC, PEAD, entre outras.
Sistemas Impermeabilizantes Metodologia de aplicação A frio: São sistemas que são aplicados em temperatura ambiente. Tem a vantagem da maior facilidade de aplicação. A quente: São sistemas que são aplicados em temperaturas elevadas (em torno de 100 C), normalmente para derreter o material a ser aplicado ou diminuir a viscosidade para a impregnação do estruturante. Exigem, em geral, mão de obra especializada.
Sistemas Impermeabilizantes Metodologia de aplicação Base solvente: São sistemas que tem o veículo de diluição base solvente, que provoca forte odor, não sendo recomendado o uso em locais fechados. Isento de Solventes: Impermeabilizantes cujo veículo é isento de solventes, possuindo fraco ou nenhum odor, permitindo a aplicação em locais fechados.
Sistemas Impermeabilizantes Solicitações impostas pela água Pressão unilateral ou bilateral: Sistemas que devem suportar a ação de água atuando sob pressão, como é o caso de um reservatório de água. A pressão exercida pode ser no lado impermeabilizado da estrutura (pressão positiva), no lado oposto à impermeabilização (negativa) ou nos dois lados (bilateral). Água por condensação: Sistemas que devem suportar a ação da água que atinge uma estrutura por condensação. Água de percolação: Sistemas que devem suportar a ação de água de percolação, como lajes, calhas, floreiras, etc. Água por umidade do solo: Sistemas que devem suportar a ação da água por umidade ascendente (ascensão capilar) proveniente do solo.
Sistemas Impermeabilizantes Exposição ao intemperismo: Resistentes ao intemperismo: Produtos ou sistemas cujas propriedades permitem sua exposição direta ao intemperismo, pois possuem boa resistência à ação dos raios ultravioletas do sol. São exemplos: membranas acrílicas, poliuretânicas, mantas de PEAD, membranas de asfalto com alto teor de polímero de poliuretano, mantas de EPDM, mantas de butil, etc. Autoprotegidos: São produzidos com um acabamento protetor, o que permite sua exposição. São exemplos: mantas asfálticas com acabamento em grânulos de ardósia ou filme de alumínio.
Sistemas Impermeabilizantes Exposição ao intemperismo: Pós-protegidos: São materiais ou sistemas que possibilitam a execução de um acabamento protetor compatível. São exemplos: neoprene + pintura de acabamento com hypalon, manta asfáltica + pintura acrílica, epóxi + poliuretano. Necessitam de proteção: São materiais ou sistemas que não dispensam a execução de uma proteção mecânica, usualmente de argamassa de cimento e areia, já que não suportam exposição direta ao intemperismo, nem são adequados para receberem outros métodos de proteção confiáveis ou duráveis.
Aderência ao substrato: Sistemas Impermeabilizantes Aderidos ao substrato: Sua principal vantagem é de que, quando perfeitamente aderidos ao substrato, permitem a facilidade de localização de uma possível falha de execução ou um dano mecânico qualquer, pois a água não percola para longe do local danificado. São exemplos:: membranas em geral, cimento polimérico, mantas asfálticas aderidas com asfalto a quente, etc. Parcialmente aderidos: São aqueles que estão aderidos em pontos ou têm poder de aderência pequena, mas ainda limitam a movimentação da água por baixo do sistema de impermeabilização. Exemplos: mantas asfálticas parcialmente aderidas com maçarico, mantas de butil ou EPDM aderidas com adesivos (pouco utilizadas).
Aderência ao substrato: Sistemas Impermeabilizantes Não aderidos: São sistemas que não são aderidos ao substrato, exceto nos pontos de ralos, tubulações, peças emergentes, nos rodapés e beirais. Têm como grande desvantagem permitirem a percolação da água por baixo da impermeabilização, dificultando ou impossibilitando a localização da falha da impermeabilização. A grande vantagem é que a movimentação da estrutura impermeabilizada exerce pouca influência no filme impermeabilizante, exigindo menor flexibilidade e elasticidade do sistema. Recomenda-se esse sistema para locais com grande movimentação de origem térmica ou por ação de cargas dinâmicas. Exemplos: mantas de butil, EPDM, PVC, PEAD, etc.
Sistemas Impermeabilizantes Aditivos Rígido Aderente Moldado in loco Argamassas prontas Semi- Flexíveis Aderente Moldado in loco Argamassas Poliméricas
Sistemas Impermeabilizantes Flexíveis Aderente Semi- Aderente Membranas moldadas in locoacrílicas, asfálticas e poliuretânicas Pré-moldados asfálticos Não aderido Pré-moldado Butyl ou EPDM Elásticos Aderente Asfalto elastomérico Semiaderente Pré-moldado de Butyl ou EPDM c/ cola de contato ou berço adesivo
Projeto de Impermeabilização Por muitas vezes, uma obra é iniciada utilizando-se um conjunto de projetos construtivos incompletos. Chegada a etapa da impermeabilização, percebe-se uma série de interferências que dificultam a sua execução, tais como: tubulações passando rente às lajes e paredes, cotas finais que impedem a execução de caimentos, ralos de diâmetro reduzido, falta de altura adequada para arremates dos rodapés, caixilhos montados impedindo arremates adequados, execução de enchimentos, etc. Isso tudo pode ser atribuído a falta do projeto de impermeabilização.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização O projeto de impermeabilização deve atender a detalhes construtivos, a seguir descritos. A inclinação do substrato das áreas horizontais deve ser no mínimo de 1% em direção aos coletores de água. Para calhas e áreas internas, é permitido o mínimo de 0,5%. Os coletores devem ter diâmetro que garanta a manutenção da seção nominal dos tubos prevista no projeto hidráulico após a execução da impermeabilização, sendo o diâmetro nominal mínimo 75 mm. Os coletores devem ser rigidamente fixados à estrutura. Esse procedimento também deve ser aplicado para coletores que atravessam vigas invertidas.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização Deve ser previsto, nos planos verticais, encaixe para embutir-se a impermeabilização, para o sistema que assim o exigir, a uma altura mínima de 20 cm acima do nível do piso acabado ou 10 cm do nível máximo que a água pode atingir. Nos locais limites entre áreas externas impermeabilizadas e internas, deve haver diferença de cota de no mínimo 6 cm e ser prevista a execução de barreira física no limite da linha interna dos contramarcos, caixilhos e batentes, para perfeita ancoragem da impermeabilização, com declividade para a área externa. Deve-se observar a execução de arremates adequados com o tipo de impermeabilização adotada e selamentos adicionais nos caixilhos, contramarcos, batentes e outros elementos de interferência.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização Toda instalação que necessite ser fixada na estrutura, no nível da impermeabilização, deve possuir detalhes específicos de arremate e reforços da impermeabilização. Toda a tubulação que atravesse a impermeabilização deve ser fixada na estrutura e possuir detalhes específicos de arremate e reforços da impermeabilização. As tubulações de hidráulica, elétrica e gás e outras que passam paralelamente sobre a laje devem ser executadas sobre a impermeabilização e nunca sob ela. As tubulações aparentes devem ser executadas no mínimo 10 cm acima do nível do piso acabado, depois de terminada a impermeabilização e seus complementos.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização Quando houver tubulações embutidas na alvenaria, deve ser prevista proteção adequada para a fixação da impermeabilização. As tubulações externas às paredes devem ser afastadas entre elas ou dos planos verticais no mínimo 10 cm. As tubulações que transpassam as lajes impermeabilizadas devem ser rigidamente fixadas à estrutura. Quando houver tubulações de água quente embutidas, deve ser prevista proteção adequada destas, para execução da impermeabilização. Todo encontro entre planos verticais e horizontais deve possuir detalhes específicos da impermeabilização.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização Os planos verticais a serem impermeabilizados devem ser executados com elementos rigidamente solidarizados às estruturas, até a cota final de arremate da impermeabilização, prevendo-se os reforços necessários. A impermeabilização deve ser executada em todas as áreas sob enchimento. Recomenda-se executá-la sobre o enchimento. Devem ser previstos, em ambos os níveis, pontos de escoamento de fluidos. As arestas e os cantos vivos das áreas a serem impermeabilizadas devem ser arredondadas sempre que a impermeabilização assim requerer.
Detalhes construtivos: Projeto de Impermeabilização As proteções mecânicas, bem como os pisos posteriores, devem possuir juntas de retração e trabalho térmico preenchidos com materiais deformáveis, principalmente no encontro de diferentes planos. As juntas de dilatação devem ser divisores de água, com cotas mais elevadas no nivelamento do caimento. Também deve-se prever detalhamento específico, principalmente quanto ao rebatimento de sua abertura na proteção mecânica e pisos posteriores. Todas as áreas onde houver desníveis devem receber impermeabilização na laje superior e também na laje inferior.
Sistemas de Isolamento térmico Poliestireno expandido EPS: De uma forma geral, existem sete tipos de EPS, classificados de 1 a 7. Ao se aumentar a classe, aumentam a densidade e as resistências à compressão, à flexão e ao cisalhamento. A condutividade térmica máxima é limitada em 0,0042 W/m.K para o tipo 3; os tipos 4 a 7 possuem limites menores de condutividade (NBR 11752, ABNT,1993). O uso de isolamento térmico sobre a impermeabilização é bastante simples. Em alguns casos, podem ser empregados asfaltos com baixo ponto de fusão para colagem das placas. Em relação ao poliestireno, existem ainda a forma moldada e a extrudada.
Sistemas de Isolamento térmico Figura 22 Aplicação de placas de EPS sobre camada de impermeabilização Fonte: IMPERCIA
Sistemas de Isolamento térmico Lã de rocha e lã de vidro: As lãs de rocha e de vidro têm aplicação termo-acústica. Sob o enfoque de isolamento térmico, esses materiais apresentam a particularidade de atender amplo espectro de temperaturas, podendo, em geral, ser utilizados até a faixa de 400 a 500ºC. Essa particularidade encontra forte utilização na indústria em geral, como por exemplo, no isolamento de tubulações, fornos e estufa. Tanto as lãs de rocha como as lãs de vidro são obtidas de forma fibrilar (por processos e matérias-primas diversos), e aglomerados em mantas, feltros, painéis, dentre outras diversas formas de uso.
Poliuretano: Sistemas de Isolamento térmico As espumas de poliuretano expandido podem ser empregadas na forma de elementos industrializados (placas, calhas), os quais possuem forte emprego na indústria em geral. Na construção civil, encontra-se também a aplicação do spray de poliuretano, com forte potencial de aplicação em coberturas e telhados pela simplicidade de execução, bem como o poliuretano injetado na forma de painéis, divisórias e outros.
Vermiculita expandida: Sistemas de Isolamento térmico A vermiculita expandida é obtida por um processo de aquecimento a 1000 ºC da matéria-prima mineral. Nesse processo, ocorre uma expansão volumétrica de 15 a 20 vezes. Disso resulta um material poroso, com características de baixo peso, isolação térmica e também absorção acústica. A vermiculita pode ser aglomerada em placas e blocos com o uso de polímeros orgânicos e ter seu uso dessa forma. Também é muito usual seu emprego na forma de argamassas e até alguns concretos. Nesses casos, os materiais são usados na forma de camadas de revestimento ou até como enchimentos, em face do baixo peso final.
Concreto celular: Sistemas de Isolamento térmico O concreto celular é um material de baixo peso, principalmente pelo fato de possuir um grande número de células de ar intencionalmente aprisionadas em sua matriz cimentícia. Na verdade, esse material não possui agregados graúdos, mas a terminologia técnica o denomina de concreto. No concreto celular, todavia, as células são de maior dimensão, e a matriz cimentícia também é porosa. Assim, em comparação com os materiais de origem polimérica, por exemplo, a possibilidade do ingresso de água pode ser em alguns casos, potencialmente maior.
Referências bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11797: Mantas de etileno-propileno-dienomonômero (EPDM) para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1992.. NBR 11905: Sistema de impermeabilização composto por cimento impermeabilizante e polímeros. Rio de Janeiro: ABNT, 1992.. NBR 11752: Materiais celulares de poliestireno para isolamento térmico na construção civil e câmaras frigoríficas. Rio de Janeiro: ABNT, 1993.. NBR 12171: Aderência aplicável em sistema de impermeabilização composto por cimento impermeabilizante e polímeros. Rio de Janeiro: ABNT, 1992.
Referências bibliográficas. NBR 12950: Execução de imprimação impermeabilizante. Rio de Janeiro: ABNT, 1993.. NBR 13121: Asfalto elastomérico para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1994.. NBR 13321: Membrana acrílica com armadura para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1995.. NBR 13724: Membrana asfáltica para impermeabilização, moldada no local, com estruturantes. Rio de Janeiro: ABNT, 1996.. NBR 15352: Mantas termoplásticas de polietileno de alta densidade (PEAD) e de polietileno linear (PEBDL) para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.
Referências bibliográficas. NBR 15414: Membrana de poliuretano com asfalto para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.. NBR 9227: Véu de fibras de vidro para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1986.. NBR 9228: Feltros asfálticos impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. para. NBR 9229: Mantas de butil impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. para. NBR 9396: Elastômeros em solução para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1986.. NBR 9574: Execução de impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 1986.
Referências bibliográficas. NBR 9575: Impermeabilização - Seleção e projeto. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.. NBR 9685: Emulsão asfáltica para impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 2005.. NBR 9686: Solução e emulsão asfálticas empregadas como material de imprimação na impermeabilização. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.. NBR 9690: Mantas de polímeros para impermeabilização (PVC). Rio de Janeiro: ABNT, 1986.. NBR 9910: Asfaltos modificados para impermeabilização sem adição de polímeros - Características de desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2002.
Referências bibliográficas. NBR 9952: Manta asfáltica com armadura para impermeabilização - Requisitos e métodos de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1998. TAKAGI, E. M.; ALMEIDA JUNIOR, W. Utilização de tecnologias de injeção para o aumento da durabilidade das estruturas de concreto armado. São Paulo: IBRACON, 2002. OLIVEIRA, P. S.; Engenharia de Polímeros PU e Poliuréia. Apostila Qualificação profissional em projetos e consultoria de impermeabilização. São Paulo:PINI, 2004. COLLARES, P. A isolação térmica e a impermeabilização. Revista Impermeabilizar. São Paulo,set.-out. 1999.
Referências bibliográficas FERME, L. F. G. Mantas Asfálticas. Apostila Qualificação profissional em projetos e consultoria de impermeabilização. São Paulo: PINI, 2004. GRANATO, J. E. Qualidade das mantas asfálticas no Brasil. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE IMPERMEABILIZAÇÃO, 8, São Paulo, 1993. Anais. São Paulo: IBI, 1993. RIVERO, R. Arquitetura e clima acondicionamento térmico natural. Porto Alegre: Editora da Universidade UFRGS, 1985. COSTA, E. C. Física aplicada à construção conforto térmico. 3. ed. São Paulo: BLUCHER, 1974. ABRAPEX. Manual de utilização EPS na construção civil. São Paulo: PINI, 2006.