1 INVESTIGAÇÃO DA MITIGAÇÃO DAS EFLORESCÊNCIAS EM ARGAMASSAS COM A UTILIZAÇÃO DE SISTEMAS BLOQUEADORES DE UMIDADE ELTON BAUER (1) ; MARIA CLÁUDIA DE FREITAS SALOMÃO (2) ; MARIA DE NAZARÉ BATISTA DA SILVA (2) (1) Professor do Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil Universidade de Brasília Laboratório de Ensaio de Materiais elbauerlem@gmail.com (2) Aluna de Doutorado do Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil Universidade de Brasília mariacsalomao@hotmail.com nazaré_silva@hotmail.com RESUMO A cristalização de sais e as eflorescências, nas argamassas de revestimento, mostramse como manifestações patológicas perenes, de difícil solução definitiva, uma vez que estão fortemente associadas ao transporte e evaporação de água na parede. A proposta deste estudo é avaliar diferentes materiais rotineiramente empregados como solução na mitigação da cristalização exterior de sais, mediante a exposição de corpos de prova em soluções com elevado teor de NaCl. Os produtos ensaiados, todos recomendados para tratamento de eflorescências, foram divididos em argamassas poliméricas e tintas. Esses produtos foram aplicados na superfície de pequenas paredes obedecendo às recomendações dos fabricantes. As paredes foram colocadas em contato com solução de 10% de NaCl e o resultado da evolução das eflorescências foi analisado ao longo de 70 dias de ensaio. Os ensaios permitiram avaliar e classificar o desempenho dos produtos identificando qualitativamente o teor de sais cristalizados na superfície. Palavras-chave: eflorescência, impermeabilizantes, transporte de água, cristalização de sais.
2 INVESTIGATION OF EFFLORESCENCE MITIGATION WITH THE USE OF MOISTURE BLOCKING SYSTEMS Salt crystallization in rendering mortars are shown as perennial pathological manifestations, of difficult definitive solution, once they are strongly associated to the transport and evaporation of water in walls. The proposal of this study is to evaluate different materials commonly used as solution in the mitigation of the external salt crystallization, by exposing samples in solutions with high concentration of NaCl. The tested products, all recommended for salt crystallization treatment, were divided in polymeric mortars and paints. Those products were applied in the surface of small walls following product descriptions and recommendations. The walls were exposed in solution of 10% of NaCl and the result of the salt crystallization evolution was analyzed along the 70 days of test. The tests allowed to evaluate and to classify the products performance, identifying qualitatively the content of crystallized salts in the surface. Key-words: efflorescence, waterproofing materials, water transport, salt crystallization.
3 1. INTRODUÇÃO Os sais solúveis podem causar danos consideráveis em materiais porosos como as argamassas alterando os padrões estéticos do revestimento, diminuindo a habitabilidade das edificações além de gerar custos com reparos frequentes. Os sais podem ser introduzidos na alvenaria pela própria água do solo, estar presentes nos materiais de construção ou ainda formar-se por reação com poluentes atmosféricos (1). As eflorescências são depósitos cristalinos, formados na superfície e no interior de painéis de alvenaria por cristalização de soluções salinas. Esse fenômeno ocorre como resultado do processo de evaporação ou variação de temperatura geralmente acompanhando a presença de umidade (2). A cristalização ocorre com a presença de umidade e sais solúveis nos poros dos materiais de construção. No entanto, é necessário que ocorra a dissolução e a destes sais, e que a solução se torne supersaturada. À medida que a água presente numa solução salina evapora, a concentração da solução aumenta. No caso de ser ultrapassada a concentração correspondente à máxima solubilidade do sal, a solução fica supersaturada e o sal em excesso pode cristalizar (3). A cristalização pode ainda ocorrer quando há mudanças de temperatura, caso os sais tenham solubilidade variável com a temperatura. Assim, nota-se que as condições climáticas exercem grande influência na cristalização dos sais, principalmente a temperatura, a umidade relativa e a velocidade do ar. Para solucionar o problema de surgimento das eflorescências deve-se, primeiramente, buscar conhecer a fonte de sais e de umidade. Caso seja possível, a primeira solução é controlar ou eliminar o contato dessas fontes com o revestimento (ou alvenaria). No entanto, apesar dessa solução funcionar na etapa de projeto, dificilmente ela poderá ser concretizada na fase utilização da edificação, pois exige investigações e técnicas onerosas. Quando do surgimento das eflorescências, a solução mais adotada é a utilização de materiais impermeablizantes. Bauer et al (4) ressaltam que existem diversos produtos e
4 sistemas impermeabilizantes, de qualidade e desempenho variáveis, de diversas origens e métodos de aplicação normalizados ou não. A seleção dos materiais utilizados deve ser objeto de estudo aprofundado, principalmente de suas características específicas, restrições e especificidades. Assim, devem ser considerados aspectos relativos à vida útil do material de impermeabilização, sendo fundamental o conhecimento do seu comportamento ao longo do tempo (4). Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar o desempenho de produtos impermeabilizantes por meio de um ensaio acelerado de eflorescência. Buscou-se avaliar os aspectos de formação de eflorescências em substratos usualmente empregados na construção civil, e tratados com produtos amplamente utilizados para combater as eflorescências. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para este estudo forma moldados 12 corpos de prova confeccionados em argamassa de dimensão (45x35x8)cm, chamados de paredes. As paredes diferem-se quanto à composição da argamassa, sendo dois tipos empregados: o primeiro composto por cimento e areia (tipo A) e o segundo composto por cimento, areia e cal (tipo B). Do total de exemplares, 5 foram moldados com a argamassa tipo A e 7 constituídos de argamassa do tipo B. Os materiais utilizados nas argamassa estão especificados na Tabela 1. Tabela 1 Materiais utilizados nas argamassas. Cimento Areia Cal CP-II-Z-32 RS lavada de rio CH-III Os traços adotados para as argamassas tipo A e tipo B se encontram descritos na Tabela 2. Ainda na Tabela 2 observa-se que as misturas produzidas foram separadas em séries (de 1 a 6) de acordo com a data de moldagem. As séries 5 e 6 foram
5 produzidas apenas para realização de ensaios de caracterização das argamassas no estado endurecido. Tabela 2 Identificação das séries e traços adotados nas argamassas tipo A e tipo B. SÉRIE TIPO TRAÇO (massa) TRAÇO (volume) A/C H(%) 1 A 1,02 21 2 A 1:3,68 1:3,12 0,85 20 5 A 0,85 19 3 B 1,92 21 4 B 1:0,5:7,10 1:1:6 1,92 21 6 B 1,85 19 Após a moldagem, e devido às dimensões das paredes, os corpos de prova foram inicialmente cobertos com panos umedecidos por dois dias, e em seguida foram retirados das fôrmas. A cura foi complementada na câmara úmida por cinco dias. 2.1. Ensaios de caracterização Foram realizados ensaios no estado fresco e endurecido. No estado fresco os ensaios foram realizados logo após a mistura das argamassas. Após 28 dias foram realizados os ensaios no estado endurecido. No estado fresco, logo após a mistura das argamassas, realizou-se o ensaio de penetração de cone de acordo com os procedimentos adotados pela ASTM C 780: 1996 (5). Os resultados obtidos estão descritos na Tabela 3. Tabela 3 Ensaio no estado fresco Argamassas tipo A e tipo B. SERIE TIPO CONE (mm) 1 A 59 2 A 48 3 B 50 4 B 52
6 Após 28 dias foram conduzidos os ensaios no estado endurecido cujos resultados se encontram descritos na Tabela 4. Os ensaios mecânicos foram realizados seguindo as instruções normativas, a saber: -Resistência à tração na flexão: ABNT NBR 13279:2005 (6). -Resistência à compressão: ABNT NBR 13279:2005 (6). -Resistência potencial de aderência à tração: ABNT NBR 15258:2011 (7). Alguns ensaios físicos também foram realizados com o intuito de caracterizar as argamassas (Tabela 4). Os ensaios, listados abaixo, também seguiram os procedimentos das normas vigentes. -Porosimetria por intrusão de mercúrio -Absorção por imersão: ABNT NBR 9778:2009 (8). -Absorção por capilaridade: ABNT NBR 15259:2005 (9). Tabela 4 Ensaio no estado endurecido Argamassas tipo A e tipo B. Série Tipo Volume Absorção Absorção Coeficiente de Tração Compressão Aderência intrudido (imersão) (capil.) capilaridade -Ci (MPa) (MPa) (MPa) (cc/g) (%) (g/cm²) (kg/m².min1/2) 5 A 2,14 11,83 0,22 0,18020 18,913 0,506 4,5 6 B 1,12 3,37 0,19 0,20390 18,906 1,108 9,9 2.2. Ensaio de eflorescência Além dos ensaios já descritos, este trabalhou avaliou os resultados do ensaio de eflorescência. Depois de moldadas, dez paredes foram secas em estufas a 50 C antes do ensaio e as outras duas, que são séries de referência, foram ensaiadas após secagem à temperatura ambiente. Os 12 exemplares foram identificados e preparados para o ensaio com a aplicação de pintura epóxi em uma faixa contornando toda a base. Na etapa seguinte, foram aplicados os produtos de mitigação da eflorescência. Foram estudados dois diferentes sistemas de combate à eflorescência por barreira. Os produtos escolhidos foram
7 separados em: tintas e argamassas poliméricas. Algumas paredes não receberam aplicação dos produtos e foram ensaiados como referência. Figura 1 Paredes preparadas para o ensaio de eflorescência Para verificar o desempenho das argamassas poliméricas e tintas selecionadas, os produtos foram aplicados na superfície das paredes obedecendo às recomendações dos fabricantes. As tintas foram caracterizadas quanto teor de sólidos, e argamassas poliméricas quanto ao teor de sólidos de seus componentes líquidos (Tabela 7). Tabela 5 Caracterização dos produtos. Produto Teor de sólidos (%) Tinta 1 57,2 Tinta 2 43,8 Argamassa polimérica 1 22,8 Argamassa polimérica 2 9,4 A tinta 1 foi utilizada em 2 paredes: tipo A e tipo B. A aplicação do produto foi feita em duas demãos nas duas faces das paredes. A 1ª demão foi diluída na proporção de 210 ml de tinta em 90 ml de diluente aguarrás e na 2ª demão foi diluído 270 ml de tinta em 30 ml de diluente aguarrás. A tinta 2 também foi aplicada em 2 exemplares: 1 parede A e 1 parede B. Na parede B, a aplicação foi feita em três demãos nas duas faces. Na face direita a tinta foi diluída em 10% de água e na face esquerda a diluição foi em 20% de água. Na parede A, a tinta foi diluída em 20% Na face direita e na face esquerda a diluição foi em 10% de água
8 A argamassa polimérica 1 foi utilizada em uma parede do tipo A e em outra do tipo B. O produto foi aplicado em 2 demãos em ambas as faces. De maneira semelhante, uma parede A e uma parede B receberam aplicação da argamassa polimérica 2. A aplicação do produto foi feita em 3 demãos na face direita e 2 na face esquerda. O ensaio de eflorescência com os dois tipos de materiais (tinta e argamassa polimérica) foi iniciados em duas datas distintas. Em um primeiro momento, as amostras com aplicação de tinta foram preparadas e colocadas em contato com solução de 90% de H 2 O e 10% de NaCl, para acelerar o processo de eflorescência. Em um segundo momento, as amostras com aplicação de argamassa polimérica foram preparadas e também colocadas em contato com solução de 90% de H 2 O e 10% de NaCl. As tabelas 8 e 9 mostram a identificação das séries em função de cada fase do ensaio de eflorescência para as paredes tipo A e B. Tabela 6 Identificação das paredes Parede tipo A (argamassa de cimento e areia). Tipo Produto Solução Aplicação A Sem produto H2O - A Tinta 1 90% H2O e 10% NaCl 2 demãos A Tinta 2 90% H2O e 10% NaCl 3 demãos A Argamassa Polimérica 1 90% H2O e 10% NaCl 2 demãos A Argamassa Polimérica 2 90% H2O e 10% NaCl 2 e 3 demãos Tabela 7 Identificação das paredes Parede tipo B (argamassa de cimento, cal e areia). Tipo Produto Solução Aplicação B Sem produto H2O - B Tinta 1 90% H2O e 10% NaCl 2 demãos B Tinta 2 90% H2O e 10% NaCl 3 demãos B Argamassa Polimérica 1 90% H2O e 10% NaCl 2 e 3 demãos B Argamassa Polimérica 2 90% H2O e 10% NaCl 2 demãos B Sem produto 90% H2O e 10% NaCl - B Sem produto 90% H2O e 10% NaCl -
9 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO O ensaio de eflorescência teve como objetivo avaliar o desempenho de materiais utilizados no combate à eflorescência. A análise da evolução do progresso da eflorescência nas paredes foi feita em 3 etapas: - Primeira análise: aos 32 dias das séries com aplicação de tintas, 19 dias das séries com aplicação das argamassas poliméricas em solução de 90% H2O e 10% NaCl. - Segunda análise: aos 50 dias das séries com aplicação de tintas, 37 dias das séries com aplicação das argamassas poliméricas em solução de 90% H2O e 10% NaCl. - Terceira análise: aos 71 dias das séries com aplicação de tintas, 58 dias das séries com aplicação das argamassas poliméricas em solução de 90% H2O e 10% NaCl. 3.1 Tinta 1 3.1.1 Paredes tipo A (argamassa de cimento e areia) As paredes tipo A que receberam aplicação da tinta 1 se mostraram visivelmente inalteradas e não apresentaram sinais visíveis de eflorescência nem mesmo após 71 dias de ensaio (Figura 2). (a) (b) (c) Figura 2 - Parede tipo A com aplicação de tinta 1 após (a) 32 dias (b) 50 dias e (c) 71 dias de ensaio. 3.1.2 Paredes tipo B (argamassa de cimento, cal e areia) A parede tipo B com aplicação de tinta 1 somente apresentou eflorescências visíveis pontuais na terceira análise, aos 71 dias de ensaio (Figura 3).
10 Foi observado, no entanto, que nas laterais sem produto aplicado houve ocorrência de eflorescência que se intensificou ao longo dos 71 dias de ensaio (Figura 3). (a) (b) (c) Figura 3 - Parede tipo B com aplicação de tinta 1 após (a) 32 dias (b) 50 dias e (c) 71 dias de ensaio. 3.2 Tinta 2 3.2.1 Paredes tipo A (argamassa de cimento e areia) Na parede do tipo A em que foi aplicada a tinta 2 as eflorescências foram primeiramente observadas na 2ª etapa (Figura 4). Aos 50 dias, a parede mostrou uma faixa no terço médio inferior com severa eflorescência. Já aos 71 dias, a parede ainda apresentava sais cristalizados na mesma região (Figura 4). (a) (b) Figura 4 - Parede tipo A com aplicação de tinta 2 após (a) 32 dias (b) 50 dias e (c) 71 dias de ensaio.
11 3.2.2 Paredes tipo B (argamassa de cimento, cal e areia) A parede tipo B que recebeu aplicação da tinta 2 apresentou uma formação bem acentuada de eflorescências (Figura 5). Na primeira etapa, aos 32 dias, a eflorescência somente foi visível nas faces livres (sem aplicação de produto). Na segunda etapa as eflorescências atingiram o topo da parede. E aos 70 dias, o estado gravíssimo de eflorescência acarretou a perda de integridade do produto. (a) (b) (c) Figura 5 - Parede tipo B com aplicação de tinta 2 após (a) 32 dias (b) 50 dias e (c) 71 dias de ensaio. 3.3 Argamassa polimérica 1 3.3.1 Paredes tipo A (argamassa de cimento e areia) Na parede tipo A com aplicação da argamassa polimérica 1 não foi observado sinais visíveis de eflorescência nas faces com aplicação do produto. A cristalização de sais ocorreu apenas nas superfícies das faces sem a aplicação do produto (Figura 6). (a) (b) (c) Figura 6 - Parede tipo A com aplicação de argamassa polimérica 1 após (a) 19 dias (b) 37 dias e (c) 58 dias de ensaio.
12 3.3.2 Paredes tipo B (argamassa de cimento, cal e areia) Na primeira etapa, a parede tipo B com aplicação da argamassa polimérica 1 não apresentou eflorescências. Na segunda etapa foi observado apenas manchas de umidades. Já aos 58 dias, observaram-se eflorescências no produto aplicado em ambas as laterais, principalmente sobre as manchas de umidade existentes (Figura 7). (a) (b) (c) Figura 7 - Parede tipo B com aplicação de argamassa polimérica 1 após (a) 19 dias (b) 37 dias e (c) 58 dias de ensaio. 3.4 Argamassa polimérica 2 3.4.1 Paredes tipo A (argamassa de cimento e areia) A parede tipo A que recebeu aplicação da argamassa polimérica 2 apresentou eflorescência na primeira etapa apenas nas faces sem aplicação de produto (Figura 8). Na segunda etapa, foi observada a formação de pequenas regiões com eflorescência restritas à base da parede. Ao fim de 58 dias as eflorescências se intensificaram, mas se mantiveram restritas à região próxima à base da parede. (a) (b) (c) Figura 8 - Parede tipo A com aplicação de argamassa polimérica 2 após (a) 19 dias (b) 37 dias e (c) 58 dias de ensaio.
13 3.4.2 Paredes tipo B (argamassa de cimento, cal e areia) A parede tipo B com aplicação da argamassa polimérica 2 também não apresentou eflorescência visível na primeira etapa, porém apresentou manchas sobre o produto aplicado e umidade mais acentuada no produto (base). Na segunda etapa, foi observada a formação de eflorescência em todas as faces. Na terceira etapa observouse eflorescência visivelmente mais acentuada (Figura 9). Figura 9 - Parede tipo B com aplicação de argamassa polimérica 2 após (a) 19 dias (b) 37 dias e (c) 58 dias de ensaio. 3.5 Comparação entre os sistemas De maneira geral, as paredes do tipo A (argamassa de cimento e areia) apresentaram melhor desempenho ao longo do ensaio quando comparadas às paredes do tipo B, confeccionadas com argamassas de cimento, cal e areia. Os resultados enfatizam a importância da análise do substrato para a escolha do sistema impermeabilizante. Quanto aos produtos estudados, a tinta 1 apresentou o melhor desempenho pois não foram visualizadas eflorescências ao longo do ensaio. No outro extremo, a tinta 2 foi o produto que apresentou o desempenho menos satisfatório permitindo o desenvolvimento de eflorescências que levaram a desagregação de material na parede tipo B. As argamassas poliméricas, por sua vez, tiveram desempenho intermediário. Ambas se mostraram mais adequadas ao substrato tipo A (cimento e areia), com destaque para a argamassa polimérica 1 que não apresentou nesse tipo de parede - cristalização visível de sal ao longo do ensaio. No substrato tipo B, as duas argamassas poliméricas
14 apresentaram falha, permitindo a formação de eflorescências, porém menos intensificadas que as formadas no sistema tinta 2. 4. CONCLUSÕES Sobre a metodologia de avaliação embora semi-qualitativa, a metodologia adotada se mostrou eficaz para avaliação do desempenho dos sistemas adotados para a mitigação de eflorescência. Sobre os sistemas de mitigação de eflorescência o melhor desempenho observado foi o da tinta 1, que se manteve sem eflorescências ao longo dos ensaios tanto na parede tipo A quanto na parede tipo B. Esse resultado pode ser atribuído à correta formulação da tinta, adequada à mitigação da cristalização e das eflorescências subsequentes. Sobre as falhas dos sistemas de mitigação de eflorescência - as falhas na capacidade de impermeabilização dos sistemas adotados, observadas nas paredes pelo surgimento de manchas de umidade, originaram posteriormente regiões de desenvolvimento de eflorescências. 5. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoio do Laboratório de Ensaio de Materiais da Universidade de Brasília (LEM UNB), do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico da Universidade de Brasília (CDT/UnB), da CAPES e do CNPq no desenvolvimento dessa pesquisa. 6. REFERÊNCIAS 1 - TUNA, J. M. R. Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos. 2011. Dissertação de mestrado - Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2011. 2 - GONÇALVES, T. C. D. Salt crystallization in plastered or rendered walls. 2007. Tese de doutorado - Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2007. 3 RUEDRICH, J.; SIEGESMUND, S. Salt and ice crystallisation in porous sandstones. Environ Geol, 52, 2007.
15 4 BAUER, E.; VASCONCELOS, P.H.C.O.; GRANATO, J.E. Sistemas de impermeabilização e isolamento térmico. In: ISAIA, G.C. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. 2 ed. São Paulo, IBRACON, 2010. 5 - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM C 780-96 Standard Test Method for Preconstruction and Construction Evaluation of Mortars for Plain and Reiforced Unit Masonry. Philadelphy, 1996. 6 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13279 - Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro, 2005. 7 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15258 - Argamassa para revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência potencial de aderência à tração. Rio de Janeiro, 2005. 8 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9778 - Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, 2009. 9 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15259 - Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de capilaridade. Rio de Janeiro, 2005.