INFLUÊNCIA DA ABSORÇÃO DE ÁGUA DO SUBSTRATO NA RESISTÊNCIA SUPERFICIAL DE REVESTIMENTOS DE

ARGAMASSA

Túlio Honório

Universidade Federal de Goiás Brasil

tuliohfaria@gmail.com

Helena Carasek Universidade Federal de

Goiás Brasil

hcarasek@gmail.com

Resumo: A capacidade do substrato de absorver água nos momentos iniciais de contato com a argamassa altera o transporte de água ao longo da camada de revestimento, o que influencia nas propriedades desta camada no estado endurecido. Este trabalho visou apresentar um estudo de vários ensaios de absorção de água de blocos de alvenaria, buscando correlações destes com a resistência superficial dos revestimentos de argamassa sobre eles aplicados. Para tanto, foram testados cinco tipos de blocos, sendo quatro cerâmicos e um de concreto. A argamassa empregada como revestimento foi do tipo industrializada. Como principal resultado obteve-se que os parâmetros relacionados à absorção de água inicial dos blocos foram proporcionais aos valores de resistência superficial do revestimento de argamassa. Palavras-chave: revestimento, argamassa, resistência superficial, bloco, absorção de água. 1. INTRODUÇÃO A resistência superficial é uma propriedade dos revestimentos de argamassa que está diretamente relacionada ao desempenho das vedações verticais dos edifícios. Ela pode ser definida como a tensão máxima suportada pela superfície do revestimento de argamassa [1]. Como conseqüência de uma baixa resistência superficial, os revestimentos de argamassa podem apresentar manifestações patológicas como desagregações, descamações e pulverulência. Além disso, pode ocorrer o comprometimento da aderência das camadas de

acabamento decorativo, como a pintura e o revestimento cerâmico. Esse comprometimento, além do prejuízo estético, pode conduzir a um desempenho inferior quanto à estanqueidade do revestimento e a várias manifestações patológicas. No caso específico de baixa resistência superficial do emboço do revestimento cerâmico, o problema é mais sério, pois o descolamento das placas cerâmicas pode ser muito grave, com casos extremos de morte de pessoas. Mendonça, Carasek e Cascudo [2] mostram em um estudo realizado em obra as conseqüências de uma baixa coesão do emboço para a aderência das peças cerâmicas aplicadas na fachada. No caso específico, a baixa coesão foi conseqüência de um proporcionamento inadequado da argamassa de emboço, o que levou a uma necessidade de tratamento superficial com um produto endurecedor de superfície (a base de silicato) para garantir o adequado desempenho do revestimento cerâmico aplicado sobre ele. Diversos pesquisadores têm empregado diferentes métodos para avaliar as características superficiais do revestimento. Dentre eles se destacam o uso de esclerômetro [3,4], do Martinet-Baronie [4-6] e de fita adesiva [7,8]. No Brasil, também tem sido utilizada uma adaptação do ensaio de resistência de aderência à tração, realizado conforme a norma brasileira [9], semelhante à européia [10]. A título de exemplo, podem ser citados os seguintes trabalhos de pesquisa que empregaram este método adaptado [11-13], sendo que o último aponta o uso deste método como parâmetro para consultores e projetistas de revestimentos. Vários trabalhos têm sido realizados visando estudar a influência da absorção de água do substrato, principalmente a sucção inicial, na resistência de aderência. Esta relação parece óbvia, uma vez que a ligação ocorre na interface dos materiais. Podem ser citados os trabalhos [14-17] que encontraram correlações significativas; e até mesmo, recomendações quanto a faixas ótimas de absorção de água inicial como as da ASTM C-92 [18]. No entanto, várias outras pesquisas não observaram este mesmo comportamento quando trabalharam com blocos de diferentes materiais [19-21]. Com respeito à resistência superficial, a relação entre essa propriedade e a absorção de água pelo susbtrato parece menos óbvia, uma vez que o substrato encontra-se mais distante da camada testada, exercendo, portanto, menor influência. Assim, é esperado que a influência da evaporação seja mais significativa, pois está relacionada à porção da camada testada (ou seja, a superfície). No entanto, nos trabalhos [12,22] os autores detectaram diferenças na resistência superficial com a alteração do material do substrato do revestimento. Neste caso foram encontrados valores diferentes de resistência superficial, seja pela alteração do tipo de bloco (cerâmico e concreto), seja pelo local da alvenaria testado (sobre bloco ou sobre junta de assentamento de argamassa). Desta forma, o presente trabalho visa avançar no entendimento da propriedade resistência superficial dos revestimentos, estudando a influência da absorção de água do substrato, principalmente a sucção inicial, estudando principalmente substratos de blocos cerâmicos. 2. OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do substrato, especificamente com base na sua capacidade de absorção de água, na propriedade de resistência superficial dos revestimentos de argamassa.

3. MATERIAIS E MÉTODOS Nesta pesquisa a variável estudada foi o tipo de substrato. Foram estudados cinco tipos de blocos os quais foram caracterizados de acordo com alguns parâmetros relacionados à absorção de água. Sobre os blocos foi aplicada argamassa industrializada para revestimento. Além da argamassa, foram tomadas como condições fixas a forma de aplicação da argamassa, o acabamento superficial e as condições ambientais. Após 28 dias foi realizado o ensaio de resistência superficial à tração nos revestimentos. Por fim, os resultados de absorção de água e resistência superficial foram analisados buscando-se correlações entre estas medidas. 3.1 Blocos de alvenaria Foram estudados cinco tipos de blocos: três cerâmicos de vedação, um cerâmico estrutural e um bloco de vedação de concreto, todos eles de fabricantes distintos. Buscou-se priorizar quantitativamente os blocos cerâmicos visando um entendimento da influência da absorção de água com um material da mesma natureza; assim o bloco de concreto estudado individualmente foi inserido na pesquisa apenas para efeito de comparação do comportamento de materiais bem distintos. As características dos cinco tipos de blocos estudados estão apresentadas na Tabela 1. Na Figura 1 está ilustrado o aspecto dos blocos.

Tabela 1 – Blocos estudados

Bloco CerV1 CerV2 CerV3 CerE ConV Tipo Cerâmico Cerâmico Cerâmico Cerâmico Concreto

Função Vedação Vedação Vedação Estrutural Vedação Quantidade de blocos 32 20 32 20 16

Dimensões médias: Largura (mm) Altura (mm) Comprimento (mm)

96,19 198,00 202,0

87,65

188,37 294,11

90,13 189,62 190,33

107,90 187,61 289,08

89,72

188,74 390,14

Resistência à compressão

Média (MPa) 2,28 2,73 3,35 12,5 4,17 Coef.

variação (%) 6,7 7,1 1,9 19,7 11,2

Figura 1 – Blocos utilizados na pesquisa

Buscando-se diminuir a variabilidade dos resultados, para todos os blocos ensaiados de um mesmo fabricante, tomou-se o cuidado de escolher uma única face para os ensaios e para a aplicação da argamassa. Essa face foi escolhida procurando identificar características comuns dentro do mesmo lote como frisos e outras marcas de fabricação. As dimensões e a resistência à compressão dos blocos cerâmicos foram determinadas conforme procedimento da norma brasileira NBR 15270-3 [23]. Já para os blocos de concreto foi utilizada a norma NBR 7184 [24]. Quanto à avaliação da absorção de água pelos blocos, foram determinadas a absorção de água a 24 h (AA) e a absorção de água inicial (AAI), de acordo com a NBR 15270-3 [23]. A partir do ensaio de AA (onde são aferidas a massa do bloco saturado com superfície seca, mu; e a massa do bloco seco em estufa, ms) e de pesagens submersas (mh) é possível determinar os parâmetros mostrados na Tabela 2. Para a determinação da AAI é necessária ainda a aferição da área da superfície do bloco que será sujeita à absorção, essa área, A, foi medida de acordo com os critérios da norma referida [23].

Tabela 2 – Parâmetros de absorção de água

Absorção de água total, AA (%) [23, 25]

100×−

=s

su

m

mmAA (1)

Índice de vazios aparente, e (%) [25]

100×−

−=

hu

su

mm

mme (2)

Porosidade aparente, nA (%) [25] 1+

==e

e

totaldeVolume

vaziosdeVolumenA

(3)

Densidade aparente, ρA [25] hu

s

Amm

m

−=ρ (4)

Absorção de água inicial, AAI (g/193,55cm²/min) [23, 25]

( )55,193×

Α

−= su mm

AAI (5)

Além desses, foi realizado o ensaio de absortividade que determina a absorção ao longo do tempo. Este ensaio foi executado conforme a norma alemã DIN 52617 [26]. Nesta pesquisa foram feitas pesagens a 1, 2, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 120, 150 e 1440 minutos. Para a determinação do coeficiente de absorção de água, w, traça-se uma reta paralela à reta da curva de absorção ao longo do tempo e, deste modo, calcula-se tal parâmetro, que é dado pela inclinação da paralela, conforme a equação:

t

Ww = (6)

onde: w = coeficiente de absorção de água, em Kg.m-2.min.-1/2 ; W= absorção superficial de água, Kg.m-2; t = tempo, em minutos. Além do coeficiente de absorção, procurou-se determinar outros parâmetros na curva de absorção que pudessem representar a sucção de água da argamassa pelo substrato. Assim, nesse trabalho, além do coeficiente de absorção w10-150 (tomado entre 10 e 150 min) foram tomados como parâmetros os coeficientes angulares das retas ajustadas aos pontos da

leitura do ensaio de absortividade de 1 a 5 min, w5, e de 1 a 15 min, w15,. Este primeiro parâmetro busca caracterizar a absorção nos momentos em que ela á mais intensa, ou seja nos primeiros 5 min após a aplicação da argamassa [27, 28]. Já o segundo parâmetro foi determinado buscando-se verificar a influência de tempos maiores de absorção inicial. Os coeficientes w5 e w15 buscam caracterizar os momentos de maior velocidade de absorção pelo substrato (Figura 2 - Região A); enquanto que o coeficiente w10-150, os momentos em que as camadas superficiais do substrato ficam próximas da saturação resultando numa absorção mais lenta (Figura 2 - Região B) [27, 28]. Foi utilizado o método dos mínimos quadrados para a determinação da reta ajustada aos pontos pertinentes.

Figura 2 – Coeficiente derivados da curva de absorção – ensaio de absortividade

3.3 Argamassa de revestimento empregada e aplicação A argamassa de revestimento utilizada foi do tipo industrializada para revestimento interno e externo, constituída por cimento Portland, agregado e aditivos. Esta foi preparada no laboratório com misturador mecânico de eixo inclinado (betoneira) com tempo de mistura médio de mistura de (8 ± 1) min. A Tabela 3 apresenta a caracterização da argamassa empregada.

Tabela 3 – Caracterização da argamassa - valores médios.

Ensaio Resultados Método de ensaio Teor de finos – material passante na peneira #200 73,8 % -

Estado fresco Índice de consistência – penetração do cone 49-51 mm ASTM C 780 [29]

Teor de ar incorporado – método pressométrico 19-21 % - Densidade de massa 1,87 g/cm³ NBR 13278 [30]

Relação água / materiais secos 0,156 -

Estado endurecido Resistência à compressão aos 28 dias 1,00 MPa NBR 5739 [31]

Para a aplicação da argamassa sobre os blocos foi empregado um lançador de argamassa (ou de caixa de queda) [21, 27, 32]. Este equipamento (Figura 3) permite lançar um volume fixo de argamassa (semelhante ao volume de argamassa lançado por uma colher de pedreiro) a partir de uma altura padronizada (1 m ± 3 cm). Para utilização deste equipamento os blocos foram dispostos na posição horizontal. A temperatura e a umidade

relativa do laboratório foram aferidas, sendo que não houve grandes variações entre os lançamentos – temperatura média: (25 ± 3) ºC e umidade relativa do ar média: (32 ± 5) %. Os blocos sobre os quais seria feito o ensaio de resistência superficial foram colocados lado a lado para a aplicação da argamassa (Figura 3). Após a aplicação esperou-se o ponto de consistência necessário para sarrafear. Os blocos foram sarrafeados na horizontal conjuntamente, dando-se atenção à espessura fixada em (30 ± 5) mm, marcada em níveis laterais. O acabamento foi do tipo sarrafeado e desempenado com desempenadeira de madeira. Depois, os blocos já revestidos foram separados utilizando-se uma linha de náilon e espátula para cortar a camada de revestimento com a argamassa ainda no estado fresco. Os revestimentos foram curados ao ar. Em nenhuma situação foi utilizado chapisco como preparo das bases.

Figura 3 – Lançador de argamassas

3.4 Determinação da resistência superficial do revestimento de argamassa Para a determinação da resistência superficial à tração foi empregada uma adaptação da norma brasileira NBR 13528 [10]. Este se assemelha ao ensaio de resistência de aderência à tração só que sem a execução do corte do revestimento para delimitar o corpo-de-prova. Assim, o ensaio consiste em: a) colar pastilhas metálicas na superfície de cada revestimento a ser avaliado (no caso foram empregadas as pastilhas circulares de 5 cm de diâmetro); b) conectar as pastilhas ao equipamento de tração; c) aplicar um esforço de tração por meio do equipamento até a ruptura do revestimento que ocorre na sua superfície. Os revestimentos foram ensaiados aos 28 dias de idade. Para cada tipo de bloco foram ensaiados no mínimo 24 corpos de prova. Os resultados obtidos nesta pesquisa foram submetidos a uma análise estatística utilizando o programa Statistic 6.0 (StarSoft). Após a verificação da distribuição normal dos valores com nível de significância de 5%, pelo teste de Shapiro-Wilk, os valores espúrios foram identificados utilizando-se o Teste de Grubbs. Quando pertinente, foi realizada análise de variância, ANOVA.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Caracterização dos substratos A Tabela 4 apresenta os resultados da caracterização dos blocos quanto à absorção de água e parâmetros derivados.

Tabela 4 – Resultados de absorção de água do substrato e parâmetros derivados

Bloco ConV CerV1 CerV2 CerV3 CerE A.A.I (g/193,55cm²/min) 103,00

(8,44) 15,68 (0,87)

11,23 (0,58)

8,74 (0,85)

8,62 (0,62)

A.A. (%) 9,38 (0,65)

24,47 (0,64)

21,40 (0,44)

17,22 (0,75)

17,97 (0,87)

Porosidade aparente (%) 15,32 (0,74)

27,98 (0,29)

26,06 (0,31)

23,89 (0,63)

24,24 (0,65)

Densidade de massa aparente, ρ (g/cm³)

1,931 (0,025)

1,588 (0,020)

1,648 (0,014)

1,824 (0,021)

1,782 (0,025)

Coeficiente de absorção, w5 (Kg.m-2.min.-1/2)

0,686 (0,097)

0,760 (0,097)

0,605 (0,057)

0,415 (0,047)

0,367 (0,047)

Coeficiente de absorção, w15 (Kg.m-2.min.-1/2)

0,536 (0,097)

0,628 (0,047)

0,523 (0,013)

0,317 (0,016)

0,323 (0,024)

Coeficiente de absorção, w10-150 (Kg.m-2.min.-1/2)

0,249 (0,088)

0,204 (0,007)

0,215 (0,009)

0,151 (0,009)

0,260 (0,038)

Obs.: na tabela estão indicados os valores médios obtidos e entre parênteses o desvio padrão.

4.2 Resistência superficial A Figura 4 apresenta os resultados médios de resistência superficial à tração para cada bloco. A figura também apresenta o resultado da comparação múltipla de médias (Duncan) que resultou em dois grupos.

Figura 4 – Resistências superficiais médias

Grupo 1

Grupo 2

A ANOVA foi significativa, e pelo teste de Duncan foram identificados 2 grupos com relação à resistência superficial: um grupo envolvendo os blocos CerV3 e CerE do mesmo fabricante, produzidos a partir de uma única matéria-prima e de processos semelhantes; e outro grupo envolvendo os outros três blocos e também o bloco CerV3. 4.3 Correlações entre resistência superficial e parâmetros de absorção A Figura 5 mostra a relação entre resistência superficial e AAI para os blocos cerâmicos. O bloco de concreto foi retirado das correlações uma vez que, em todos os casos, as correlações foram muito baixas quando eles entravam (R² < 0,51). Isto pode ser explicado por se tratar de um material diferente, com comportamento bem diferenciado do material cerâmico em termos de absorção de água.

Figura 5 – Resistência superficial x AAI: Substratos Cerâmicos

Figura 6 – Absorção de água 24h Figura 7 – Porosidade aparente

Figura 8 – Grau de Saturação Figura 9 – Densidade aparente

Figuras 6 a 9 – Resistência superficial x Parâmetros de absorção: Substratos Cerâmicos

As Figuras 6 a 9 apresentam as correlações entre a resistência superficial à tração e os parâmetros de absorção de água em tempos maiores. Foram encontradas boas correlações entre a AA, a porosidade e a densidade aparente, além do grau de saturação com a resistência superficial à tração. Vale lembrar que para os blocos cerâmicos estudados nesta pesquisa os valores de absorção de água a tempos maiores se correlacionaram com os valores de absorção inicial. A Figura 10 mostra as curvas de absorção de água obtidas no ensaio de absortividade. Apesar da alta absorção de água inicial, os blocos de concreto continuaram a succionar água numa taxa semelhante à dos blocos cerâmicos em tempos superiores a 10 min.

Legenda: �- ConV � - CerV1 �- CerV2 � - CerV3 � - CerE

Figura 10 – Curvas de absorção: ensaios de absortividade

Figura 11 – Substratos cerâmicos Figura 12 – Substratos cerâmicos e de concreto

Figura 11 e 12 – Resistência superficial x Coeficiente de absorção w5

Figura 13 – Substratos cerâmicos Figura 14 – Substratos cerâmicos e de concreto

Figura 13 e 14 – Resistência superficial x Coeficiente de absorção w15 As Figuras 11 a 14 apresentam as correlações entre os parâmetros derivados das curvas de absorção de água e a resistência superficial à tração. Para os coeficientes w5 e w15 foram encontradas boas correlações tanto ao se considerar apenas os substratos cerâmicos como ao se levar em conta também os blocos de concreto. Não foram encontradas correlações com o coeficiente w10-150. O coeficiente w5, que considera apenas os primeiros 5 minutos de absorção, mostrou melhores correlações que o w15, que considera os primeiros 15 minutos. 5 CONCLUSÃO A partir deste estudo pode-se chegar às seguintes conclusões: • Os substratos de concreto apresentam comportamento diferenciado frente aos

substratos cerâmicos com relação à absorção de água e suas implicações na resistência superficial.

• O substrato mostrou influência na resistência superficial. Essa influência se deve à absorção da água argamassa promovida pelo substrato que altera o transporte de água ao longo da camada de argamassa fresca levando à alteração das propriedades da argamassa no estado endurecido. Quanto maior a absorção inicial de água da base, maior a resistência superficial da argamassa de revestimento.

• A resistência superficial mostrou correlação linear com a AAI e com os coeficientes derivados da curva de absorção de água ao longo do tempo que representam os momentos iniciais de sucção (w5 e w15). Nesta pequisa também houve correlação entre parâmetros de absorção em tempos superiores a 15 minutos e a resistência superficial. Neste sentido, outros substratos, bem como faixas mais amplas de AAI merecem ser investigadas quanto a esse aspecto.

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aderência das argmassas de revestimento de paredes. São Paulo, 2005. Tese (Doutorado) – USP. Agradecimentos O presente trabalho foi realizado com apoio do CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, FINEP – Financiadora de Estudos e Projetos e CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Brasil). Os autores agradecem também ao Laboratório Carlos Campos, ao CONSITRA – Consórcio Setorial para Inovação em Tecnologia de Revestimentos de Argamassa, e aos seus parceiros como a Votorantim e a cerâmica Tapuia, pelos materiais doados, bem como a toda a equipe do NUTEA-UFG pela prontidão em ajudar.