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ESTUDO DE CONTRAPISOS LEVES A BASE DE EVA (ETILENO ACETATO DE

VINILA) PARA DESEMPENHO ACÚSTICO E REDUZIDAS CARGAS

PERMANENTES

L. K. ZUCHETTO R. P. SOUZA

Acadêmica de Eng. Civil Engº. Civil

UNISINOS – itt Performance UNISINOS

São Leopoldo; Brasil São Leopoldo; Brasil

[email protected] [email protected]

M. F. O. NUNES B.F.TUTIKIAN

Prof. Dr. Eng. Civil Prof. Dr. Eng. Civil

UNISINOS – itt Performance UNISINOS – itt performance

São Leopoldo, Brasil São leopoldo, brasil

[email protected] [email protected]

RESUMO

Este estudo tem como objetivo desenvolver uma argamassa leve para utilização em contrapisos em edifícios

reabilitados, que apresente baixo peso específico e boas propriedades acústicas, a partir da utilização de resíduos de

EVA (Etileno Acetato de Vinila). Os ensaios conduzidos neste trabalho foram de densidade de massa no estado fresco,

massa específica, índice de vazios, resistência à compressão e à tração a flexão, nível de pressão sonora de impacto

padronizado ponderado, realizado em câmara normatizada, bem como fluência à compressão. A argamassa

desenvolvida apresentou boas propriedades acústicas, baixa massa específica e ainda, mostrou não perder suas

propriedades acústicas ao longo do tempo de uso, sendo assim, se mostrou adequada para utilização em contrapisos em

edifícios reabilitados.

1. INTRODUÇÃO

As intervenções em edifícios existentes devem contemplar o aumento na qualidade do espaço físico e considerar

aspectos de viabilidade técnica, econômica e funcional, em especial na escolha criteriosa dos materiais e técnicas

construtivas a serem utilizadas.

A utilização de argamassas leves em estruturas reabilitadas reduz as cargas permanentes da edificação quando

comparadas às argamassas convencionais, visto que o uso de materiais de baixa densidade em estruturas reduz o peso

próprio da edificação, causando reduções nas cargas das fundações, dimensões de pilares, lajes e vigas, bem como

diminuição no custo de transporte e manuseio de elementos pré-fabricados [1]. Além disto, quanto mais leve for a

argamassa, maior será a produtividade na execução, visto que reduz o esforço do operário na aplicação [2].

Além das restrições relacionadas às condições estruturais de um prédio a ser reabilitado, a atualização referente aos

novos requisitos constitui uma das formas de viabilizar adequadamente o uso desses edifícios. Raramente a reabilitação

de um edifício tem o foco na qualificação acústica, mas as obras de reabilitação de edifícios podem incluir melhorias

nas condições acústicas desses edifícios. Nesse contexto, o atendimento ao requisito de desempenho acústico pode ser

planejado, em especial para o isolamento ao ruído de impacto de pisos. [3].

Para a avaliação da melhoria no isolamento sonoro ao ruído de impacto de um sistema construtivo utiliza-se a diferença

de nível padronizada ponderada ΔLW (dB), a qual é obtida através da determinação do nível de ruído de impacto

mailto:[email protected]

L.K. ZUCHETTO, R.P. SOUZA, M.F.O. NUNES B.F.TUTIKIAN, Estudo de contrapisos leves a base de EVA (Etileno

Acetato de Vinila) para desempenho acústico e reduzidas cargas permanentes

padronizado ponderado, LnT , e que representa o quanto de ruído é reduzido em uma laje com a adição de um

determinado material. Os procedimentos para ensaios de isolamento ao ruído de impacto de pisos em laboratório são

definidos na norma ISO 10140-3 e requer o teste em amostras de, no mínimo, 10m², o que acarreta maiores custos e

tempo de ensaio. No entanto, o desenvolvimento de novos materiais, que inclui inicialmente fases exploratórias,

necessita de análises comparativas mais rápidas nesse estágio de pesquisa [4]. Por este motivo, os estudos que utilizam

amostras com dimensões entre 1 e 2 m² são mais indicadas para as análises comparativas iniciais [5,6].

O objetivo deste estudo é desenvolver uma argamassa leve para utilização em contrapisos em edifícios reabilitados, que

apresente baixo peso específico e boas propriedades acústicas, a partir da utilização de resíduos de EVA (Etileno

Acetato de Vinila).

2. CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS E MÉTODOS DE ENSAIOS

O estudo foi desenvolvido a partir da análise comparativa entre argamassa convencional, sem a adição de agregado

leve, e 5 diferentes composições com substutuição progressiva da areia natural pelo agregado leve de EVA.

2.1 Caracterização dos materiais

2.1.1 Agregado miúdo natural

Foi utilizada areia de rio como agregado miúdo natural, cujas características, que foram obtidas através de ensaios,

estão relacionadas na Tabela 1, juntamente com as respectivas normas utilizadas para realização de ensaios de

caracterização.

Tabela 1 - Caracterização do agregado miúdo natural

Caracterização do agregado miúdo natural Resultado

Dimensão máxima característica - NBR NM 248 (ABNT, 2003) 4,8 mm

Módulo de finura - NBR NM 248 (ABNT, 2003) 2,53

Massa específica - NBR NM

52(ABNT, 2009)

aparente 2,60 g/cm³

saturado superfície seca 2,57 g/cm³

agregado seco 2,55 g/cm³

Massa unitária - NBR NM 45 (ABNT, 2006) 1,56 g/cm³

2.1.2 Agregado miúdo polimérico

O agregado miúdo polimérico foi obtido através de resíduos da indústria calçadista. O mesmo foi moído até a obtenção

da granulometria máxima de 6,3 mm. A caracterização do agregado miúdo de EVA está apresentada na Tabela 2.

Tabela 2 - Caracterização do EVA

Caracterização do agregado miúdo de EVA Resultado

Dimensão máxima característica - NBR NM 248 (ABNT, 2003) 6,3 mm

Módulo de finura - NBR NM 248 (ABNT, 2003) 4,83

Massa unitária - NBR NM 45 (ABNT, 2006) 0,149 g/cm³

2.1.3 Cimento

Foi utilizado cimento de alta resistência inicial CPV, cujas características estão indicadas na Tabela 3.



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Tabela 3 – Características do cimento

Propriedade avaliada Resultado

Obtido

Limite da ABNT NBR

7211 (ABNT,1991)

Resíduo na peneira #75µm -

NBR 11579 (ABNT, 2012) 0,32% ≤ 6 %

Início de pega - NBR NM 65

(ABNT, 2003) 4:02 h ≥ 1 h

Fim de pega - NBR NM 65

(ABNT, 2003) 5:37 h ≤ 10 h

Resistência à compressão -

NBR 5739 (ABNT, 2007)

1 dia 20,3 MPa ≥ 14 MPa

3 dias 36,3 MPa ≥ 24 MPa

7 dias 39,6 MPa ≥ 34 MPa

2.2 Dosagem

Para este programa experimental foram dosados seis traços, para os quais a variável foi a proporção de substituição de

agregado miúdo natural por polimérico. Partiu-se de um traço de argamassa convencional usado para contrapisos, sendo

o mesmo em volume de 1:3. A relação água cimento foi mantida em 0,7 para todas as dosagens. O EVA foi substituído

em volume pela areia em proporções de 0%, 20%, 40%, 60%, 80% e 100%. A Tabela 4 mostra a nomenclatura de cada

traço.

Tabela 4 - Nomenclatura dos traços

Traço Substituição de EVA

100AN0EVA 0%

80AN20EVA 20%

60AN40EVA 40%

40AN60EVA 60%

20AN80EVA 80%

0AN100EVA 100%

2.3 Métodos de ensaio

2.3.1 Densidade de massa - Estado fresco

O ensaio de densidade de massa foi realizado conforme as prescrições da ABNT NBR 13278, sendo que para cada traço

o ensaio foi realizado em triplicata. O resultado final foi a média destes três valores.

2.3.2 Índice de vazios e Massa específica

Para verificar a porosidade do material estudado, bem como sua massa específica no estado endurecido, realizou-se o

ensaio em três corpos de prova, de acordo com ABNT NBR 9778 (adaptado).

2.2.3 Resistência mecânica

Para os ensaios de resistência mecânica foram moldados três corpos de prova prismáticos, por traço, para ensaios de

resistência à compressão e resistência à tração na flexão, conforme as prescrições da ABNT NBR 13279. As amostras

foram rompidas aos 7 dias, em prensa EMIC, modelo DL2000.



2.3.4 Ruído de Impacto

Por questões de racionalização de uso de materiais, optou-se por realizar o ensaio comparativo de ruído de impacto em

amostras de tamanho reduzido. Sendo assim, foram moldadas quatro placas de cada traço, com dimensões 50x50x3cm,

as quais formaram 1m² para serem ensaiadas quanto ao ruído de impacto. Os ensaios de ruído de impacto foram

realizados em laboratório em duas câmaras sobrepostas, conforme padrões da norma ISO 10140-5, separadas entre si

por uma laje maciça de concreto armado de espessura de 12cm.

As amostras foram instaladas no centro da sala emissora, contidas lateralmente por uma moldura de madeira, para a

restrição de movimento das amostras. A Figura 1 mostra a disposição da amostra durante o ensaio.

Os procedimentos de medição seguiram as prescrições da norma ISO 10140-3 e os equipamentos utilizados foram da

marca Brüel & Kjaer com máquina de impactos modelo 3207, sonômetro modelo 2270, fonte dodecaédrica modelo

4292 e amplificador de potência modelo 2734.

Figura 1: Disposição das amostras e da máquina de impactos na câmara de emissão

2.3.5 Fluência à compressão

A fim de verificar o comportamento do material ao longo do tempo, fez-se o ensaio de fluência à compressão,

normatizado pela ISO 20392. Para tal ensaio, foram moldadas placas de 20x20x3 cm, as quais foram curadas em

ambiente climatizado durante 28 dias, e submetidas à força de uma placa de aço de 20x20 de 200 kg/m² em local com

temperatura controlada, sobre uma base rígida livre da influência de vibrações. Os deslocamentos foram medidos com a

utilização de um relógio analógico comparador de 0,01mm de precisão. Para esta pesquisa, por questões adequação de

cronograma, optou-se por conduzir ente ensaio com uma amostra de cada traço, durante 18 dias.

Para a estimativa da deformação por compressão em um tempo de uso maior, foi feita uma extrapolação através do

software Excel, com 30 vezes o tempo do ensaio, que corresponde a 1 ano e 6 meses com a amostra submetida a carga

de 200kg/m². A Figura 2 apresenta um esquema deste ensaio.

Figura 2: Esquema do ensaio de Fluência à Compressão



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3. RESULTADOS

3.1 Densidade de massa

A Tabela 5 apresenta os valores de densidade de massa da argamassa no estado fresco.

Tabela 5 – Densidade de massa

Traços Densidade de massa (g/cm³)

100AN0EVA 2,16

80AN20EVA 2,01

60AN40EVA 1,82

40AN60EVA 1,52

20AN80EVA 1,24

0AN100EVA 0,80

A densidade de massa da argamassa no estado fresco foi reduzida de acordo com o aumento de incorporação de

polímero na mistura. Sendo o traço com total substituição de EVA o que apresentou menor densidade de massa, o qual

foi 2,7 vezes inferior ao traço sem incorporação de EVA.

Para Carasek [2], a argamassa a ser considerada leve deve ter densidade de massa no estado fresco menor que 1,4

g/cm³, enquanto uma argamassa normal deve ter densidade entre 1,4 e 2,3g/cm³, e a pesada, apresentar densidade de

massa maior que 2,3g/cm³. Desta forma, os traços com 80% e 100% de EVA podem ser considerados leves, enquanto

os demais traços deste estudo podem ser considerados normais.

3.2 Índice de vazios

A tabela 6 apresenta o índice de vazios, em porcentagem, de cada traço.

Tabela 6 – Índice de vazios

Traços Iv (%)

100AN0EVA 14,89

80AN20EVA 14,93

60AN40EVA 14,95

40AN60EVA 15,1

20AN80EVA 21,29

0AN100EVA 29,75

Pode-se observar que para até 60% de incorporação de agregado polimérico, não houve uma variação significativa de

incorporação de ar. Entretanto, quando os traços de 80% e 100% são comparados com o traço de controle, pode-se

observar um aumento de 1,4 e 2 vezes, respectivamente, no índice de vazios.

3.2 Massa específica

A Tabela 7 apresenta os resultados para o ensaio de massa específica no estado endurecido. A massa específica no

estado endurecido manteve as mesmas proporções da densidade de massa, sendo o traço com maior proporção de

agregado miúdo polimérico o que apresentou menor massa específica, mantendo a relação de 2,7 vezes menor do que o

traço 100% de agregado miúdo natural.



Tabela 7 – Massa específica

Traços ᵨ seca ᵨ sat ᵨ real

(g/cm³) (g/cm³) (g/cm³)

100AN0EVA 2,03 2,18 2,39

80AN20EVA 1,93 2,08 2,27

60AN40EVA 1,74 1,89 2,04

40AN60EVA 1,5 1,65 1,77

20AN80EVA 1,14 1,36 1,45

0AN100EVA 0,61 0,91 0,88

2.4 Resistência mecânica

A Tabela 8 apresenta os resultados de resistência à compressão, bem como resistência à tração na flexão aos 7 dias de

cura da argamassa.

Tabela 8 – Resistência mecânica

Traço Resistência à

compressão (MPa)

Resistência à tração

na flexão (MPa)

100AN0EVA 9,8 3,0

80AN20EVA 7,7 2,8

60AN40EVA 5,7 2,7

40AN60EVA 4,6 2,3

20AN80EVA 2,2 1,5

0AN100EVA 0,8 0,8

Houve uma redução na resistência à compressão, bem como resistência à tração, na medida em que aumentou a

quantidade de EVA na argamassa, o que demonstra uma relação com a massa específica, e com a incorporação de ar, ou

seja, quanto maior a incorporação de ar, causada pelo uso de material polimérico, menor a massa específica e menor a

resistência à compressão e à tração.

3.4 Ensaios comparativos de Ruído de Impacto

A Figura 3 mostra os valores de nível sonoro de impacto padronizado L’nT por frequência das amostras ensaiadas.

Figura 3: Níveis sonoros de impacto padronizados LnT



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Os resultados de nível de ruído de impacto padronizado evidenciam que, de modo geral, o aumento na proporção de

EVA aumenta o isolamento acústico do sistema de piso. O aumento no isolamento sonoro ao ruído de impacto e

consequente redução dos níveis de ruído é mais acentuado nas frequências a partir de 250 Hz. As amostras

confeccionadas com maior proporção de EVA, 0AN100EVA, apresentaram uma queda mais acentuada em relação às

demais, especialmente nas frequências a partir de 315 Hz. Nas amostras com menores quantidades de EVA,

80AN20EVA, 60AN40EVA e 40AN60EVA, a redução dos níveis sonoros em função da frequência foi menor. Ainda

assim, é possível notar que todas as amostras com adição de EVA apresentaram características de isolamento ao ruído

de impacto quando comparados somente à laje com contrapiso convencional.

3.5 Fluência à compressão

A Tabela 9 apresenta os valores extrapolados da redução de espessura correspondentes a 1 ano e 6 meses de uso com

uma carga de 200kg/m².

Tabela 9 – Fluência à compressão

Traço Redução na espessura - 1 ano e 6 meses (mm)

100AN0EVA 0,022

80AN20EVA 0,028

60AN40EVA 0,160

40AN60EVA 0,047

20AN80EVA 0,120

0AN100EVA 0,120

Pode-se verificar que os traços com maiores proporções de polímero, 80% e 100% apresentaram comportamentos

semelhantes entre si, com uma deformação de 0,12 mm aos 540 dias (1 ano e 6 meses). Os mesmos apresentaram uma

deformação de 5,45 vezes maior do que o traço sem adição de polímero, devido ao aumento de vazios. A deformação ao

longo do tempo, mesmo para os traços com maiores proporções de EVA, foi 0,12 mm. Essa deformação pode ser

considerada irrelevante quando comparada a espessura inicial de 30 mm das amostras, o que corresponde a 0,4 % da

espessura inicial total. Desta forma, pode-se considerar que os materiais estudados não terão sua capacidade de

isolamento acústico reduzida em função da redução de espessura decorrente da compressão, e consequente diminuição

no índice de vazios, ao longo do tempo de uso do edifício.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os critérios para a utilização de materiais e sistemas construtivos a serem utilizados na reabilitação de edifícios podem

envolver diferentes requisitos para subsidiar escolhas mais adequadas.

Neste estudo, diferentes composições de argamassa com agregado leve de EVA foram analisadas comparativamente

para a verificação da compatibilidade de sua resistência mecânica, fluência à compressão e nível de ruído de impacto

com o uso pretendido em contrapisos.

A adição do agregado leve de EVA proporcionou reduções na massa específica, devido ao aumento de vazios no

material. Também foi verificado que o aumento na proporção de EVA na argamassa foi determinante na redução da

resistência à compressão e à tração na flexão, além da redução na espessura estimada por fluência na compressão. Por

outro lado, a redução do ruído de impacto foi maior com o aumento da proporção do agregado leve, particularmente nas

altas frequências, fatores decorrentes da adição de material com elevada flexibilidade e resiliência.

Com base nos resultados apresentados, pode-se afirmar que o aumento na proporção do agregado leve de EVA, além

reduzir significativamente o peso na estrutura, melhora o isolamento acústico ao ruído de impacto e não compromete a

resistência à tração e à compressão requerida para o uso em contrapisos. Além disso, os ensaios de fluência à

compressão indicaram que a perda de espessura estimada não representa alterações significativas nas argamassas

testadas.



5 REFERÊNCIAS

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aggregate concrete, Constr. Build. Mater. 24 (2010) 1069–1077. doi:10.1016/j.conbuildmat.2009.11.010.

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pp. 893–944.

[3] L.V. Catalán, M.T.C. Garcia, A.R. Fernández, Criterios de aplicación del DB HR en edicicios existentes, in: 44°

Congr. Español Acústica, Encuentro Ibérico Acústica, Sociedad Española de Acústica, Valladolid, 2013: pp.

1108–1123.

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[5] F.G. Branco, L. Godinho, On the use of lightweight mortars for the minimization of impact sound transmission,

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[6] B.F. Tutikian, M.F.O. Nunes, L.C. Leal, L. Marquetto, Impact sound insulation of lightweight concrete floor

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