CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS DOS ESTADOS DO PARANÁ E SANTA CATARINA SEGUNDO A NBR 13281/2005 Narciso Gonçalves da Silva (1), Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa (2), Rodrigo Kanning (2), Celine Vasco (2) (1) Universidade Tecnológica Federal do Paraná Av. Sete de Setembro, 3165, Curitiba-PR, ngsilva@utfpr.edu.br (2) Universidade Federal do Paraná mariennecosta@uol.com.br, rckanning@yahoo.com.br, celine_vasco@yahoo.com.br RESUMO É grande o número de laboratórios de todos os estados brasileiros que vêm se adaptando às normas recentes para a caracterização de argamassas de assentamento e revestimento, abandonando os corpos-de-prova cilíndricos 5x10 cm e passando a adotar os corpos-de-prova prismáticos 4x4x16 cm. Por outro lado, é pequeno o número de fabricantes de argamassas industrializadas que apresentam a caracterização de suas argamassas de acordo com a NBR 13281/2005 (1) para assentamento e revestimento de paredes e tetos requisitos. Este trabalho tem o objetivo de caracterizar argamassas industrializadas fabricadas dos mercados dos Estados do Paraná e Santa Catarina e, também, apresentar uma discussão dos resultados desses ensaios da norma NBR 13281/2005 (1). Foram selecionadas 10 argamassas de assentamento e revestimento de alvenaria. Os resultados demonstraram diferenças significativas na classificação das argamassas. Palavras-chave: argamassa, revestimento, caracterização, normas, ensaios
2 CHARACTERIZATION OF MORTAR INDUSTRIALIZED STATES PARANÁ AND SANTA CATARINA OF THE SECOND NBR 13281/2005 ABSTRACT There is great number of laboratories in all Brazilian states that have been adapted to recent standards for the characterization of mortars nesting and rendering, leaving behind the cylindrical specimens tests of 5x10 cm and starting to adopt prismatic specimens tests of 4x4x16 cm. It is also small the number of manufacturers of industrial mortars which have the characterization of their mortars according to NBR 13281 (ABNT, 2005) Mortar the nesting and rendering of walls and ceilings requirements. This study aimed to characterize the industrialized mortars manufactured in the states of Paraná and Santa Catarina, and, also, to present a discussion of the procedures for trials of the standard NBR 13281 (ABNT, 2005). We selected 10 mortars nesting and rendering the masonry. The results showed significant differences in classification of mortars. Key-words: mortar, rendering, characterization, standard, tests INTRODUÇÃO de revestimento de cimento, cal e areia já vem sendo utilizado nas edificações da Grécia desde o período micênico. A areia é um dos materiais constituintes da argamassa que ocupa a maior proporção do volume na sua composição. Pesquisas desenvolvidas creditam à qualidade e ao tipo da areia como sendo responsáveis pelo grande número de patologias nos revestimentos de argamassa. Diversos autores, entre eles Carneiro (16) e Tristão (17), atribuem a distribuição granulométrica da areia como sendo fator preponderante ao bom desempenho da argamassa no estado fresco e endurecido. Nos últimos anos vêm crescendo a utilização de argamassas industrializadas em substituição às argamassas produzidas em obras, devido principalmente ao ganho de eficiência no que se refere à mão-de-obra, prazo de execução dos serviços e consumo de materiais (18).
3 As argamassas de assentamento e revestimento de alvenaria à base de cimento, cal e areia e também argamassas industrializadas eram caracterizadas quanto ao seu desempenho através da norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), NBR 13281/1995 (2) para assentamento e revestimento de paredes e tetos Requisitos, que estabelecia exigências mecânicas e reológicas com os seguintes requisitos: Resistência à compressão aos 28 dias (MPa) NBR 13279/1995 (3); Capacidade de retenção de água (%) NBR 13277/1995 (4); Teor de ar incorporado NBR 13278/1995 (5). A norma NBR 13749/1996 (6) estabelece os limites de resistência de aderência à tração para emboço e camada única, conforme estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Limites de resistência de aderência à tração segundo a NBR 13749/1996 Local Interna Parede Externa Acabamento Resistência de aderência à tração (MPa) Pintura ou base para reboco 0,20 Cerâmica ou laminado 0,30 Pintura ou base para reboco 0,30 Cerâmica 0,30 Teto 0,20 A partir de 31 de outubro de 2005, passou a vigorar a norma NBR 13281/2005 (1) com o mesmo título, ampliando para sete os requisitos para as argamassas de assentamento e revestimento de paredes e tetos: P Resistência à compressão (MPa) NBR 13279/2005 (7); M Densidade de massa aparente no estado endurecido (kg/m 3 ) NBR 13280/2005 (8); R Resistência à tração na flexão (MPa) NBR 13279/2005 (7); C Coeficiente de capilaridade (g/dm 2 /min 1/2 ) NBR 15259/2005 (9); D Densidade de massa no estado fresco (kg/m 3 ) NBR 13278/2005 (10); U Retenção de água (%) NBR 13277/2005 (11); A Resistência potencial de aderência à tração (MPa) NBR 15258/2005 (12).
4 Cada um destes requisitos é subdividido em 6 classes, exceto a resistência potencial de aderência à tração, que foi subdividida em 3 classes, conforme apresentado na Tabela 2. Tabela 2 Requisitos da norma NBR 13281/2005 (1) Classes P M R C D U A MPa kg/m 3 MPa g/dm 2 /min 1/2 kg/m 3 % MPa 1 2,0 1200 1,5 1,5 1400 78 0,20 2 1,5 a 3,0 1000 a 1400 1,0 a 2,0 1,0 a 2,5 1200 a 1600 72 a 85 0,20 3 2,5 a 4,5 1200 a 1600 1,5 a 2,7 2,0 a 4,0 1400 a 1800 80 a 90 0,30 4 4,0 a 6,5 1400 a 1800 2,0 a 3,5 3,0 a 7,0 1600 a 2000 86 a 94-5 5,5 a 9,0 1600 a 2000 2,7 a 4,5 5,0 a 12,0 1800 a 2200 91 a 97-6 > 8,0 > 1800 > 3,5 > 10,0 > 2000 95 a 100 - A norma NBR 13281/2005 (1) em vigor, exige que venha impresso nas embalagens das argamassas industrializadas a indicação do tipo de argamassa (revestimento interno, revestimento externo, assentamento de alvenaria de vedação, etc.) e em quais classes se enquadra. Por exemplo, uma argamassa, de acordo com o proporcionamento dos materiais poderá ter a seguinte designação: P3, M4, R5, C3, D4, U3, A2. MATERIAIS E MÉTODOS As argamassas foram adquiridas no mercado consumidor da região do Paraná e Santa Catarina. As misturas foram preparadas os procedimentos da NBR 13276/2005 (13) em argamassadeira de 5 litros. Utilizou-se para cada mistura a quantidade de água indicada na embalagem pelo fabricante. A Tabela 3 apresenta a legenda, o teor de água e as principais características de cada argamassa. Tabela 3 Legenda e características das argamassas selecionadas Teor de água (%) Presença de cal Tipo de areia A 16,0 Com natural B 16,0 Sem britada C 16,0 Com natural D 20,0 Com natural E 15,0 Sem britada F 20,0 Com natural G 14,0 Sem britada H 17,5 Com natural I 16,0 Com natural J 22,0 Com natural
5 Os ensaios laboratoriais foram realizados no Laboratório de Materiais e Estruturas (LAME) do Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento (LACTEC) em Curitiba-PR, exceto o ensaio de resistência potencial de aderência à tração que foi realizado no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Florianópolis-SC. A Tabela 4 apresenta os ensaios realizados com as respectivas normas e número de amostras. Tabela 4 Ensaios realizados, normas e número de amostras Ensaios Norma Amostras Índice de consistência 13276/2005 (13) 3 Densidade de massa no estado fresco 13278/2005 (10) 3 Retenção de água 13277/2005 (11) 3 Densidade de massa aparente no estado endurecido 13280/2005 (8) 3 Resistência à tração na flexão 13279/2005 (7) 3 Resistência à compressão 13279/2005 (7) 6 Coeficiente de capilaridade 15259/2005 (9) 3 Resistência potencial de aderência à tração 15258/2005 (12) 10 Os corpos-de-prova 4x4x16 cm foram mantidos pelo período de 28 dias dentro de uma caixa de isopor com temperatura de (20±2)ºC e umidade relativa de (80±5)% e os substratos utilizados para a determinação da resistência potencial de aderência à tração foram mantidos em sala climatizada na posição horizontal à temperatura de (23±2)ºC e umidade relativa de (60±5)%. RESULTADOS E DISCUSSÕES Caracterização das argamassas A distribuição granulométrica realizada segundo a NBR 7211/2005 (15) da argamassa anidra está apresentada na Figura 1.
6 Material passante acumulado (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 A C E G I B D F H J 0 Fundo 0,075 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 Abertura da malha (mm) Figura 1 Distribuição granulométrica das argamassas anidras As curvas granulométricas das argamassas anidras mostram diferenças na distribuição granulométrica das mesmas, com uma variedade de diâmetros de partículas e de teores retidos nas peneiras. Os teores de material passante pela peneira de malha 0,075 mm foram expressivos, principalmente nas argamassas B e H com aproximadamente 30% do material total e na argamassa J com 40%. Este material retido no fundo corresponde ao teor de material pulverulento das misturas, representados basicamente pelo cimento, cal (em alguns casos), aditivos e os finos da areia. Densidade de massa no estado fresco NBR 13278/2005 (10) A Tabela 5 apresenta a média de 2 repetições da massa específica das argamassas realizada segundo a NBR NM 23/2001 (14). A Figura 2 apresenta o resultado médio das densidades. Tabela 5 Resultados médios da massa específica Massa específica (kg/m 3 ) A 2864 B 2855 C 3242 D 2806 E 2959 F 2719 G 2708 H 2727 I 2688 J 2746
7 Densidade de massa no estado fresco (kg/m³) 2500,0 2000,0 1500,0 1000,0 500,0 0,0 Figura 2 Resultado médio das densidades de massa das argamassas no estado fresco Com a massa específica de cada argamassa calculou-se a densidade de massa, conforme prescreve a NBR 13278/2005 (10). Com a densidade de massa calculada e a densidade de massa medida apresentada na Figura 2, obteve-se o teor de ar incorporado. A Figura 3 apresenta o resultado médio do índice de consistência (I.C.), teor de água e teor de ar incorporado de cada argamassa. 40 I.C. (cm) Teor de água (%) Ar incorporado (%) 30 20 26 16 24 16 28 26 16 17 32 20 32 32 28 26 26 20 15 14 23 18 26 25 16 20 31 22 10 7 10 5 5 0 Figura 3 Resultados médios do índice de consistência, teor de água e teor de ar incorporado das argamassas As argamassas mais densas (A, D, F e J) apresentaram os menores teores de ar incorporado (7%, 5%, 10% e 5%, respectivamente). Essas argamassas utilizam em sua composição agregado natural, diferente das argamassas B, E e G que utilizam agregado proveniente de britagem. O agregado natural, possivelmente devido à forma mais arredondada das partículas, proporciona maior empacotamento das mesmas, logo menor quantidade de vazios entre as partículas (17), conseqüentemente densidade maior e menor capacidade de incorporação de ar na
8 mistura. A trabalhabilidade (representada pelo índice de consistência) nesse caso é beneficiada. Cabe destacar ainda que a argamassa J necessitou de maior teor de água devido ao seu elevado teor de material pulverulento. Retenção de água NBR 13277/2005 (11) A retenção de água foi determinada utilizando o Funil de Buchner modificado e o resultado médio para cada argamassa está apresentado na Figura 4. Retenção de água (%) 100 80 60 40 20 87,9 85,4 85,3 83,9 69,8 90,3 69,8 80,0 79,6 84,6 0 Figura 4 Resultados médios da retenção de água Os resultados de retenção de água se mostraram diferentes entre as argamassas, com destaque para a argamassa F com o maior teor e as argamassas E e G com os menores teores entre as demais. As variações de resultados podem ser justificadas pelos teores distintos de aditivos e/ou cal nas misturas. Cabe destacar o caso das argamassas E e G, cujos menores percentuais de retenção de água se justificam comparativamente entre as demais, pela ausência de cal hidratada nas misturas (ver Tabela 3). Densidade de massa aparente no estado endurecido NBR 13280/2005 (8) Na idade de 28 dias foram determinadas as massas e as dimensões dos 6 corpos-de-prova de cada argamassa para obter a densidade de massa aparente. Após o ensaio para determinar o coeficiente de capilaridade, os 3 corpos-de-prova de cada argamassa foram colocados em estufa à 105ºC por 64 horas. Depois de resfriados os corpos-de-prova, foram determinadas as massas e as dimensões e,
9 novamente, determinada a densidade de massa aparente. O resultado médio da densidade de massa aparente de cada argamassa, antes e depois da estufa, estão apresentados na Figura 5. Densidade de massa aparente no estado endurecido (kg/m³) 2500 2000 1500 1000 500 0 Antes da estufa Depois da estufa Figura 5 Resultados médios da densidade de massa aparente no estado endurecido, antes e depois da secagem em estufa dos corpos-de-prova A Figura 6 apresenta o resultado médio da diferença, em porcentagem, das massas dos corpos-de-prova de cada argamassa que corresponde à quantidade de água perdida após a secagem em estufa. Água perdida após secagem (%) 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 10,8 10,2 12,7 11,8 11,9 9,8 9,4 8,9 8,3 6,5 Figura 6 Resultados médios da quantidade de água perdida após secagem dos corpos-de-prova
10 Resistência à tração na flexão NBR 13279/2005 (7) A resistência à tração na flexão foi determinada com a aplicação de uma carga de 50 N/s no centro da amostra até a ruptura. A Figura 7 apresenta o resultado médio de cada argamassa. Resistência à tração na flexão (MPa) 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 5,0 3,0 2,5 2,0 1,9 2,1 1,5 1,3 1,1 0,4 Figura 7 Resultados médios da resistência à tração na flexão Resistência à compressão NBR 13279/2005 (7) Cada metade do corpo-de-prova após o ensaio de tração na flexão foi utilizada para a determinação da resistência à compressão com taxa de carregamento de 500 N/s. A Figura 8 apresenta o resultado médio de cada argamassa. Resistência à compressão (MPa) 24,00 20,00 16,00 12,00 8,00 4,00 0,00 22,5 5,8 8,6 7,5 6,1 4,2 4,5 3,3 3,2 1,2 Figura 8 Resultados médios da resistência à compressão
11 Coeficiente de capilaridade NBR 15259/2005 (9) Para determinação do coeficiente de capilaridade, os corpos-de-prova foram colocados em contato com uma lâmina de água de 5 mm. As massas foram determinadas com 10 e 90 minutos. A Figura 9 ilustra o ensaio. Figura 9 Ensaio para determinação do coeficiente de capilaridade A Figura 10(a) apresenta o resultado médio para cada argamassa. Logo após o ensaio, os corpos-de-prova foram colocados em estufa à 105ºC por 24 horas. Em seguida, o ensaio foi repetido com as amostras sem umidade. A Figura 10(b) apresenta o resultado médio. 4,00 16,0 14,8 Coeficiente de capilaridade (g/dm²min½) 3,00 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00 Coeficiente de capilaridade (g/dm²min½) 12,0 8,0 4,0 0,0 10,6 8,2 5,7 4,9 4,2 3,3 2,6 2,2 2,1 (a) Figura 10 Resultados médios do coeficiente de capilaridade: (a) antes da estufa; (b) depois da estufa (b) A maioria das argamassas apresentou coeficiente de capilaridade negativo antes da secagem das amostras em estufa. Devido à umidade dos corpos-de-prova, conforme mostram os resultados apresentados na Figura 6, a evaporação da água foi maior que a absorção.
12 Resistência potencial de aderência à tração NBR 15258/2005 (12) Para a determinação da resistência potencial de aderência à tração foi utilizada uma furadeira com serra-copo de diâmetro interno de 50 mm, fixada em suporte para o corte do revestimento verticalmente. A Figura 11 apresenta o resultado médio de 10 amostras para cada argamassa. Resitência de aderência à tração (MPa) 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,25 0,72 0,54 0,46 0,42 0,44 0,35 0,25 0,29 0,15 Figura 11 Resultados médios da resistência potencial de aderência à tração Destaca-se a elevada resistência de aderência da argamassa J, assim como ocorreu nas resistências de compressão e de tração na flexão, possivelmente devido ao maior consumo de cimento. A Tabela 6 apresenta a classificação das argamassas avaliadas segundo os requisitos da NBR 13281/2005 (1). Tabela 6 Classificação das argamassas segundo a NBR 13281/2005 (1) Classificação A P4, M6, R3, C5, D5, U3, A3 B P5, M4, R4, C3, D3, U3, A3 C P5, M6, R4, C3, D5, U3, A3 D P3, M6, R2, C5, D5, U3, A3 E P3, M3, R2, C4, D3, U1, A3 F P1, M5, R1, C6, D5, U4, A1 G P4, M3, R3, C2, D3, U1, A2 H P5, M4, R3, C2, D3, U2, A3 I P3, M4, R1, C4, D4, U2, A2 J P6, M5, R6, C4, D5, U3, A3 Em todos os requisitos, as argamassas avaliadas apresentaram grande diversificação, demonstrando que apesar de muitas destas argamassas estarem sendo utilizadas para o mesmo fim, possuem desempenhos diferenciados.
13 CONCLUSÕES As argamassas industrializadas apresentaram diferenças significativas quando comparadas entre si: Quanto às consistências medidas, as argamassas A, C, E e G apresentaram valores semelhantes, com pequena variação no teor de água utilizado. As argamassas B e H não atingiram os valores mínimos recomendados pela norma NBR 13276/2005 (13), bem como as argamassas D, F e J obtiveram índices superiores, na ordem de 20%, 5,6% e 16,9%, respectivamente. O teor de ar incorporado analisado mostra uma grande tendência da utilização de aditivos incorporadores de ar nas argamassas B, E, G e H. Uma das hipóteses para a utilização de aditivos, encontra-se no reduzido teor de água empregado para obtenção do índice de consistência. A capacidade de retenção de água, manteve-se com valores próximos, exceto para as argamassas E e G. Os resultados de densidade de massa aparente no estado endurecido demonstraram que as argamassas A, C, D, F e J apresentaram valores elevados, na ordem de 25% superiores as argamassas B, E e G que empregam em sua composição agregados britados. O ensaio de coeficiente de capilaridade mostrou que as argamassas ensaiadas sem a prévia secagem em estufa, não apresentaram resultados confiáveis. Uma vez isentas de umidade, as argamassas A, D e F apresentaram alto coeficiente de capilaridade, possivelmente devido ao elevado consumo de água utilizado no preparo da mistura. As argamassas F e J apresentaram resistências à compressão e à tração na flexão discrepantes das demais, sendo muito baixa para a argamassa F e muito elevada para a argamassa J. Tais discrepâncias são confirmadas no ensaio de potencial de aderência à tração. As argamassas industrializadas de mercado arbitradas para esse trabalho apresentaram, de um modo geral, características diferentes a partir dos ensaios estabelecidos na NBR 13281/1995 (2). Existe uma grande variabilidade das condições ambientais nos estados brasileiros, como temperatura, umidade relativa e velocidade do vento. Além disso,
14 muitas vezes as argamassas de revestimentos são aplicadas em condições extremas, por exemplo, com grande insolação. Muitas destas argamassas avaliadas nesta pesquisa são comercializadas em diversas regiões do país. Portanto, há necessidade, a partir dos requisitos da NBR 13281/2005 (1), que as argamassas sejam formuladas e classificadas para diferentes tipos de exposição da parede, condições atmosféricas e utilização do revestimento como ocorre em alguns países Europeus. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13281: para assentamento e revestimento de paredes e tetos requisitos. Rio de Janeiro, 2005. 2.. NBR 13281: para assentamento e revestimento de paredes e tetos requisitos. Rio de Janeiro, 1995. 3.. NBR 13279: para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, 1995. 4.. NBR 13277: para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da retenção de água. Rio de Janeiro, 1995. 5.. NBR 13278: para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Rio de Janeiro, 1995. 6.. NBR 13749: Revestimentos de paredes e tetos de argamassas inorgânicas especificações. Rio de Janeiro, 1996. 7.. NBR 13279: para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro, 2005. 8.. NBR 13280: para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de Janeiro, 2005.
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