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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
ALINE SUZANE DE SOUZA ALINE ZUCHI FERREIRA
BRUNA LOUISE DE OLIVEIRA AZEVEDO
ESTUDO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA AUTONIVELANTE PARA CONTRAPISO
Curitiba
2012
ALINE SUZANE DE SOUZA ALINE ZUCHI FERREIRA
BRUNA LOUISE DE OLIVEIRA AZEVEDO
ESTUDO PARA O DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA AUTONIVELANTE
PARA CONTRAPISO
Trabalho de conclusão de curso apresentado à disciplina de Trabalho Final de Curso como requisito parcial à conclusão do curso de Engenharia Civil, Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná.
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa.
Curitiba 2012
“Não existe crescimento sem a dor do aprendizado” Howard Fast
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus por estar sempre do nosso lado proporcionando tudo o
que precisávamos para o desenvolvimento deste trabalho.
À nossa família pelo carinho e dedicação.
À nossa orientadora professora Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa,
por todo incentivo, pelo conhecimento transmitido, compreensão, confiança
depositada em nosso trabalho, sempre nos auxiliando nas horas difíceis.
Ao Lucas e ao Ricardo do LATECA e ao pessoal do LAME, que sempre se
mostraram a disposição para nos ajudar na execução dos ensaios.
À Andressa Gobbi que nos ofereceu a oportunidade de aplicação em campo
da argamassa autonivelante.
E a todas as pessoas que direta ou indiretamente contribuíram para a
realização deste trabalho.
RESUMO A argamassa autonivelante é um material altamente fluido que tem por objetivo preencher espaços vazios e se autoadensar apenas sob efeito da gravidade produzindo um contrapiso com um aspecto homogêneo e isento de falhas devido ao processo de aplicação. Este trabalho consiste em analisar formulações de argamassa autonivelante para verificar suas propriedades no estado fresco e endurecido e a viabilidade de aplicação. Os materiais empregados no estudo para confecção deste tipo de argamassa compreendem os cimentos do tipo CP V ARI devido a sua finura e capacidade de absorver o aditivo superplastificante, a areia quartzosa fina, uma vez que proporciona ao piso uma textura superficial fina. Utilizaram-se também no estudo a adição de sílica ativa além de aditivos superplastificante e modificador de viscosidade, sendo este a base de policarboxilato. No estado fresco determinou-se a fluidez e a segregação pelo ensaio de Kantro, o teor de ar incorporado e a retenção de água e no estado endurecido foram realizados ensaios de resistência à tração na flexão, à compressão, ao impacto e à abrasão, aderência profunda e superficial, e módulo de elasticidade. Notou-se a influencia do aditivo no teor de ar incorporado e na retenção de água e na aderência superficial. A influência da sílica foi percebida nos resultados de abrasão e na aderência superficial. Os fatores impactantes na aplicação em campo foram a rápida pega e a presença de fissuras devido à retração, que podem ser objeto de estudos futuros.
Palavras-chave:Contrapiso, Argamassa Autonivelante, Cone de Kantro
ABSTRACT The self-leveling mortar is a highly fluid material that aims to fill gaps and consolidates itself under gravity effect, producing an underlayment with a homogeneous aspect and flawless due to the application process. This paper consists in analyzing self-leveling mortar formulations to verify their properties in fresh and hardened and the viability of application.The materials used in the study for manufacturing this type of mortar unclude cement type CP V ARI because of its fineness and capacity to absorb the superplasticizer and fine quartz sand, since it provides to the floor a thin surface texture. Were also used in the study silica fume and admixtures such as superplasticizer, made of polycarboxylate, and a VMA. In the fresh state the flow and segregation were defined, with the Kantro test, the air content and the water retention capacity and for the properties of the hardened state were performed the bending and compression test, impact, abrasion, adhesion tests and modulus of elasticity. The influence of the admixtures was noted on the air content, the water retention and the adhesion results. The amount of silica had more influence on the results of abrasion and superficial adhesion. The most importants factors about the application at the construction site were the speed of the hardening process and the presence of fissures, that should be subject of future studies.
Keywords: Underlayment, Self-leveling Mortar, Kantro
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 – LIMITES MÁXIMO E MÍNIMO PARA ESPESSURA DE
CONTRAPISO....................................................................................14
FIGURA 02 – ESPESSURA DA CAMADA DE CONTRAPISO................................15
FIGURA 03 – COMPARAÇÃO DE CUSTOS ENTRE O MÉTODO TRADICIONAL E
ARGAMASSA AUTONIVELANTE.....................................................18
FIGURA 04 – APLICAÇÃO DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE.........................19
FIGURA 05 – FLUIDEZ DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE...............................21
FIGURA 06 – PRINCIPAIS CONSTITUINTES DO CIMENTO PORTLAND.............22
FIGURA 07 – PROPRIEDADES DOS QUATRO PRINCIPAIS COMPONENTES DO
CIMENTO............................................................................................22
FIGURA 08 – LIMITES GRANULOMÉTRICOS DE AGREGADO MIÚDO...............23
FIGURA 09 – IMAGEM MICROSCÓPICA DE SÍLICA ATIVA..................................26
FIGURA 10 – AÇÃO QUÍMICA DO VMA..................................................................28
FIGURA 11 – MOLÉCULA DE POLICARBOXILATO...............................................29
FIGURA 12 – EFEITO DO SP SOBRE PASTA DE CIMENTO.................................29
FIGURA 13 – DEFINIÇÕES DE TRABALHABILIDADE...........................................33
FIGURA 14 – INFLUÊNCIA DO AUMENTO DOS MATERIAIS DA MISTURA NA
TRABALHABILIDADE.......................................................................32
FIGURA 15 – INTERAÇÃO ARGAMASSA-BASE....................................................33
FIGURA 16 – CONE DE KANTRO............................................................................35
FIGURA 17 – APARELHO PARA ENSAIO DE RETENÇÃO DE ÁGUA EM
ARGAMASSA.....................................................................................36
FIGURA 18 – CORPO DE PROVA SUBMETIDO AO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À
TRAÇÃO NA FLEXÃO.......................................................................37
FIGURA 19 – INTERFACE ANALISADA NO ENSAIO DE ADERÊNCIA
SUPERFICIAL....................................................................................38
FIGURA 20 – INTERFACE ANALISADA NO ENSAIO DE ADERÊNCIA
PROFUNDA........................................................................................39
FIGURA 21 – FLUXOGRAMA DO PLANEJAMENTO..............................................40
FIGURA 22 – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO CIMENTO CP V ARI...........................43
FIGURA 23 – CARACTERIZAÇÃO DA SÍLICA ATIVA............................................46
FIGURA 24 – ADITIVO PROMOTOR DE VISCOSIDADE........................................46
FIGURA 25 – ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE....................................................46
FIGURA 26 – ARGAMASSADEIRA UTILIZADA NA PRODUÇÃO DA
ARGAMASSA.....................................................................................48
FIGURA 27 – PROCEDIMENTO DE MISTURA........................................................49
FIGURA 28 – NIVELAMENTO DA BANCADA.........................................................50
FIGURA 29 – CONE DE KANTRO............................................................................50
FIGURA 30 – PLACAS DE VIDROUTILIZADAS NO ENSAIO DE KANTRO...........50
FIGURA 31 – RECIPIENTE CILÍNDRICO UTILIZADO NO ENSAIO DE TEOR DE
AR INCORPORADO.............................................................................52
FIGURA 32 – PROCEDIMENTO DE RASAMENTO DO RECIPIENTE PARA
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DA ARGAMASSA FRESCA......52
FIGURA 33 – OBTENÇÃO DA MASSA DO CONJUNTO........................................53
FIGURA 34 – FUNIL DE BUCHNER.........................................................................54
FIGURA 35 – CONJUNTO PRATO/PAPEL FILTRO................................................55
FIGURA 36 – CONJUNTO PRATO/ARGAMASSA..................................................55
FIGURA 37 – MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA DA ARGAMASSA
NÚMERO 13.......................................................................................57
FIGURA 38 – CORPOS DE PROVA APÓS DESMOLDAGEM................................57
FIGURA 39 – PRENSA EMIC DL 10000 USADA NOS ENSAIOS DE TRAÇÃO E
COMPRESSÃO..................................................................................58
FIGURA 40 – ENSAIO DE TRAÇÃO NA FLEXÃO...................................................58
FIGURA 41 – CORPO DE PROVA ROMPIDO NO ENSAIO DE TRAÇÃO NA
FLEXÃO..............................................................................................58
FIGURA 42 – CORPO DE PROVA ROMPIDO NO ENSAIO DE COMPRESSÃO...59
FIGURA 43 – EQUIPAMENTO DE ULTRASSOM UTILIZADO NA
DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE......................60
FIGURA 44 – SUBSTRATO DE ARGAMASSA AUTONIVELANTE........................61
FIGURA 45 – FOTOS DAS ETAPAS DE MOLDAGEM PARA O ENSAIO DE
ADERÊNCIA SUPERFICIAL..............................................................61
FIGURA 46 – DISPOSIÇÃO DAS CAMADAS DO CORPO DE PROVA PARA
ENSAIO DE ADERÊNCIA SUPERFICIAL.........................................62
FIGURA 47 – ENSAIO DE ARRANCAMENTO PARA ANÁLISE DE ADERÊNCIA
SUPERFICIAL....................................................................................62
FIGURA 48 – PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA PARA REALIZAÇÃO DO
ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA.............................................63
FIGURA 49 – REALIZAÇÃO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA..............64
FIGURA 50 – MOLDES DOS CORPOS DE PROVA PARA O ENSAIO DE
IMPACTO............................................................................................62
FIGURA 51 – DISPOSITIVO UTILIZADO NO ENSAIO DE IMPACTO.....................65
FIGURA 52 – PREPARAÇÃO DO ENSAIO DE IMPACTO......................................65
FIGURA 53 – MOLDES DOS CORPOS DE PROVA PARA ENSAIO DE
ABRASÃO..........................................................................................66
FIGURA 54 – CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS UTILIZADOS NO ENSAIO DE
DESGASTE........................................................................................67
FIGURA 55 – VISUALIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ENSAIO COM CONE DE
KANTRO.............................................................................................69
FIGURA 56 – EFLORESCÊNCIA NA SUPERFÍCIE DA ARGAMASSA 13.............77
FIGURA 57 – ARGAMASSA COM SÍLICA ATIVA DE CASCA DE ARROZ SENDO
RETIRADA DA BETONEIRA.............................................................81
FIGURA 58 –PELOTAS FORMADAS DURANTE O PROCEDIMENTO DE
MISTURA DA ARGAMASSA COM SÍLICA DE CASCA DE ARROZ
NA BETONEIRA.................................................................................82
FIGURA 59 – ESPALHAMENTO DA ARGAMASSA COM SÍLICA ATIVA DE
CASCA DE ARROZ............................................................................82
FIGURA 60 – BOLHAS DE AR FORMADAS PRÓXIMAS À PAREDE APÓS A
APLICAÇÃO DA ARGAMASSA COM SÍLICA DE CASCA DE
ARROZ...............................................................................................83
FIGURA 61 – PISO AUTONIVELANTE.....................................................................83
FIGURA 62 – FISSURAS NO PISO ENDURECIDO.................................................84
FIGURA 63 – FLUIDEZ APRESENTADA LOGO APÓS A MISTURA DA
ARGAMASSA PRODUZIDA COM A SÍLICA ATIVA ESTUDADA....84
LISTA DE GRÁFICOS
GRAFICO 1 – DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DAS AREIAS
ESTUDADAS......................................................................................44
GRAFICO 2 – GRANULOMETRIA A LASER DAS AREIAS
ESTUDADAS......................................................................................44
GRAFICO 3 – DIFERENÇA DE TEORES DE AR INCORPORADO ENTRE AS
ARGAMASSAS..................................................................................71
GRAFICO 4 – DIFERENÇA DE RETENÇÃO DE ÁGUA ENTRE AS
ARGAMASSAS..................................................................................73
GRAFICO 5 – RESISTÊNCIAS DE ADERÊNCIAS...................................................78
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 – FORMULAÇÕES DE ARGAMASSAS AVALIADAS NO
TRABALHO........................................................................................42
TABELA 02 – CARACTERIZAÇÃO DA AREIA QUARTZOSA................................45
TABELA 03 – ANÁLISE MORFOLÓGICA DA AREIA QUARTZOSA......................46
TABELA 04 – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS ADITIVOS FORNECIDAS
PELO FABRICANTE..........................................................................47
TABELA 05 – PROPORÇÕES EM MASSA DAS FORMULAÇÕES DE
ARGAMASSA ESTUDADAS.............................................................48
TABELA 06 – RESULTADOS DO ENSAIO COM CONE DE KANTRO...................68
TABELA 07 – RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE TEOR DE AR
INCORPORADO (A)...........................................................................70
TABELA 08 – RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE RETENÇÃO DE ÁGUA
(Ra).....................................................................................................72
TABELA 09 – RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À
TRAÇÃO NA FLEXÃO.......................................................................73
TABELA 10–RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À
COMPRESSÃO..................................................................................74
TABELA 11– RELAÇÃO A/C DAS FORMULAÇÕES DE ARGAMASSA................74
TABELA 12– RESULTADOS DE VELOCIDADES E MASSAS DOS CORPOS DE
PROVA...............................................................................................75
TABELA 13 – RESULTADOS DE MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO.......75
TABELA 14 – RESULTADOS DO ENSAIO DE ADERÊNCIA SUPERFICIAL.........76
TABELA 15 – RESULTADOS DO ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA............77
TABELA 16– RESULTADOS DO ENSAIO DE IMPACTO......................................78
TABELA 17– RESULTADOS DO ENSAIO DE ABRASÃO.....................................79
TABELA 18 – CUSTO POR KG DOS COMPONENTES DA ARGAMASSA
AUTONIVELANTE..............................................................................80
TABELA 19 – CUSTO POR METRO QUADRADO DAS FORMULAÇÕES
ESTUDADAS......................................................................................80
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................14
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS...............................................................................14
1.2 OBJETIVO............................................................................................................16
1.3 JUSTIFICATIVAS.................................................................................................16
1.3.1 Ambiental...........................................................................................................16
1.3.2 Econômica.........................................................................................................17
1.3.3 Tecnológica.......................................................................................................19
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...................................................................................20
2.1 ARGAMASSA AUTONIVELANTE........................................................................20
2.2MATERIAIS CONSTITUINTES............................................................................21
2.2.1 Cimento.............................................................................................................21
2.2.2 Areia..................................................................................................................23
2.2.3 Sílica ativa.........................................................................................................24
2.2.4 Aditivos..............................................................................................................26
2.2.4.1 Aditivo modificador de viscosidade................................................................27
2.2.4.2 Aditivo superplastificante................................................................................28
2.3 PROPRIEDADES DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE....................................30
2.3.1 Estado fresco.....................................................................................................30
2.3.2 Estado endurecido............................................................................................32
2.4 ENSAIOS PARA CARACTERIZAÇÃO DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO
ESTADO FRESCO.....................................................................................................34
2.4.1 Abatimento com Cone de Kantro......................................................................34
2.4.2 Teor de ar incorporado......................................................................................35
2.4.3 Retenção de água.............................................................................................36
2.5 ENSAIOS PARA CARACTERIZAÇÃO DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO
ESTADO ENDURECIDO............................................................................................37
2.5.1 Resistência à tração na flexão e Resistência à compressão............................37
2.5.2 Módulo de elasticidade dinâmico......................................................................37
2.5.3 Aderência..........................................................................................................38
2.5.4 Resistência ao impacto.....................................................................................39
2.5.5 Resistência à abrasão.......................................................................................39
3 PROGRAMA EXPERIMENTAL..............................................................................40
3.1 DEFINIÇÃO DO UNIVERSO AMOSTRAL...........................................................41
3.2DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS...........................................................................42
3.2.1 Cimento.............................................................................................................42
3.2.2 Areia..................................................................................................................43
3.2.3 Sílica ativa.........................................................................................................45
3.2.4 Aditivos..............................................................................................................46
3.3PROCEDIMENTO DE MISTURA.........................................................................47
3.4 ENSAIOS DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO ESTADO FRESCO...........49
3.4.1 Ensaio com cone de Kantro..............................................................................49
3.4.2Teor de Ar Incorporado.....................................................................................51
3.4.3Retenção de Água............................................................................................54
3.5 ENSAIOS DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO ESTADO
ENDURECIDO...........................................................................................................56
3.5.1 Resistência à tração na flexão e Resistência à compressão............................56
3.5.2 Módulo de elasticidade dinâmico......................................................................59
3.5.3 Aderência superficial.........................................................................................60
3.5.3.1 Resistência de aderência na interface argamassa autonivelante/argamassa
colante........................................................................................................................60
3.5.3.2 Resistência de aderência na interface base de concreto/argamassa
autonivelante..............................................................................................................63
3.5.4 Aderência profunda...........................................................................................64
3.5.5 Resistência ao Impacto.....................................................................................66
3.5.6 Resistência à Abrasão.......................................................................................67
4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS......................................68
4.1ENSAIO COM CONE DE KANTRO.....................................................................68
4.2TEOR DE AR INCORPORADO...........................................................................70
4.3RETENÇÃO DE ÁGUA........................................................................................72
4.4RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO E RESISTÊNCIA À
COMPRESSÃO..........................................................................................................73
4.5MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO..........................................................74
4.6ADERÊNCIA SUPERFICIAL................................................................................76
4.7ADERÊNCIA PROFUNDA...................................................................................77
4.8RESISTÊNCIA AO IMPACTO..............................................................................78
4.9 RESISTÊNCIA À ABRASÃO................................................................................79
5 COMPARATIVO DE CUSTOS................................................................................80
6 APLICAÇÃO EM CAMPO......................................................................................81
7 CONCLUSÃO.........................................................................................................85
8 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.....................................................86
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
14
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Atualmente as obras requerem velocidade e perfeição de execução,
algumas atividades são feitas de maneira simultânea e muitas vezes com
dependência entre elas. Contudo, na maioria das vezes se pensa na cor e no tipo de
acabamento do piso e se esquece da importância do contrapiso
(www.forumdaconstrucao.com.br, 2012).
Por ser uma atividade para a qual não é dada a devida importância, não é
contemplada com um projeto específico, sendo executada por operários que na
maioria das vezes não possuem conhecimento técnico suficiente para analisar as
variáveis que influenciam diretamente no processo de produção e execução do
contrapiso (BARROS e SABBATINI, 1991).
Para Martins (2009), o contrapiso pode ser definido como sendo uma das
camadas do subsistema piso e tem inúmeras funções dentro do sistema construtivo
dentre as quais se podem citar: regularizar bases, nivelar a superfície, oferecer
caimentos necessários para ralos, embutimento de instalações entre outros.
Usualmente levando-se em conta todos os ambientes internos de uma
unidade habitacional, as espessuras do contrapiso encontram-se na faixa de 2 cm a
7,8 cm como mostra a Figura 01:
Figura 01 – Limites máximo e mínimo para espessura de contrapiso Fonte:www.equipedeobra.com.br
Algumas características do contrapiso tem grande influência no seu
desempenho e na durabilidade do revestimento. Isto posto é de fundamental
importância que tais características sejam observadas
(www.forumdaconstrucao.com.br, 2012).
Os resultados que se obtém a partir de procedimentos sem um método
adequado, causam grandes problemas tais como (BARROS & SABBATINI 1991):
15
a) Custo elevado pela má escolha do tipo de material e formulação
utilizada;
b) Espessuras variáveis do contrapiso;
c) Falta de padronização;
d) Falta de qualidade do produto final.
Neste contexto a argamassa autonivelante surge como uma alternativa
viável na execução de contrapiso, uma vez que possui características específicas
que garantem a horizontalidade do contrapiso e propriedades que a tornam isentas
de defeitos oriundos da falha de aplicação pois não necessitam de adensamento e
de acabamento.
A argamassa autonivelante para contrapiso é um produto relativamente novo
no Brasil que começou a ser estudada no início de 2008 e possui como principal
característica elevada fluidez quando comparada com argamassas convencionais
(MARTINS, 2009).
Neste tipo de argamassa a tendência à fissuração se torna muito reduzida
com a utilização de aditivos químicos retentores de água e fibras orgânicas, a
introdução de uma ponte de aderência polimérica resulta na inexistência de
deslocamento (NAKAKURA & BUCHER, 1997).
Ainda segundo Nakaura e Bucher(1997) este tipo de argamassa permite a
execução de camadas de contrapiso com espessuras reduzidas a apenas 5 a 10
mm. No entanto a espessura pode chegar a 4 cm no máximo, como pode ser
observado na Figura 02.
Figura 02 – Espessura da camada de contrapiso Fonte: www.apfac.pt
16
1.2 OBJETIVO
O presente trabalho tem como objetivo avaliar formulações de argamassa
autonivelante para verificar se as mesmas apresentam os requisitos necessários,
tanto no estado fresco quanto no estado endurecido, para que possam ser
classificadas como autonivelantes de acordo com os parâmetros definidos nesta
pesquisa, possibilitando sua aplicação em contrapisos. As principais propriedades
que devem ser avaliadas para qualificar a argamassa autonivelante são a facilidade
e velocidade de aplicação, o poder de nivelamento por ação do seu peso próprio
sem a necessidade de aplicação de forças externas para o seu adensamento, o
acabamento e a aderência superficial adequados para os revestimentos e a
aderência ao substrato.
1.3 JUSTIFICATIVAS
1.3.1 Ambiental
A cadeia produtiva da construção civil é uma das maiores da economia e
consequentemente possui enorme impacto ambiental, uma vez que é grande
consumidora de recursos e geradora de resíduos (FREITAS, 2009).
Como qualquer outra parte da construção, a falta de um projeto adequado
para o contrapiso resulta em elevadas espessuras e consumos excessivos de
aglomerantes, principalmente o cimento (BARROS, 1995).
A indústria cimenteira é responsável por mais de 5% de todas as emissões
de dióxido de carbono produzido pelo homem (FONSECA, 2010).
Apesar de o subsistema piso ter reduzida participação no custo final da obra,
acredita-se que esse valor seja sensivelmente superior no custo real, uma vez que
não é uma atividade controlada gerando os desperdícios citados anteriormente
(BARROS, 1995).
17
A quantificação do impacto de um material requer um estudo da produção do
material, processos de construção, consequências do projeto entre outros fatores.
Considerando estes fatores a argamassa autonivelante apresenta vantagem em
relação à argamassa tradicional, uma vez que esta possibilita a redução da
espessura do contrapiso e consequentemente redução da pasta do sistema
(MARTINS, 2009).
Um comparativo feito por Barros e Sabbatini (1991) demonstra uma grande
economia de cimento com a redução de apenas 2 cm da espessura do contrapiso.
Com essa redução de espessura e um consumo de 250 kg a redução de
aglomerante caiu para 36.000 toneladas, economia esta que segundo o autor
significaria a execução da estrutura de concreto de cerca de 72 edifícios de 15
pavimentos e 500m² de laje, ou ainda a execução de um contrapiso de 6.000.000m².
Além dos benefícios já citados podemos mencionar a utilização de sílica
ativa que contribui para a redução de energia e emissão de CO2 com valores que
variam de 25% a 35% pelo simples fato de reduzir o consumo do cimento
(TECNOSIL, 2012).
1.3.2 Econômica
Juntamente com os estudos realizados em laboratório para avaliar a
viabilidade tecnológica das argamassas autonivelantes, foram iniciadas pesquisas
econômicas e de mercado que consistiram em uma série de visitas a obras onde
foram estabelecidos os vários métodos utilizados na construção de pisos para
ambientes internos, sendo possível definir o Método Tradicional que foi dividido em
três métodos: cama de areia + argamassa + argamassa cola; cama de areia +
argamassa; argamassa + isolamento térmico (ORTEGA, 2003).
Para calcular o custo de execução de pisos pelo método tradicional foram
desenvolvidos três custos diferentes, uma vez que existem três métodos diferentes,
e em seguida foi feita uma média entre os três, para que fossem comparados com
os custos de execução de pisos com a utilização da argamassa autonivelante como
pode ser visto na Figura 03 abaixo (ORTEGA, 2003).
18
Figura 03 – Comparação de custos entre o método tradicional e argamassa autonivelante
Fonte: ORTEGA (2003) apud MARTINS (2009)
Pode-se perceber pelo comparativo realizado que apesar dos custos mais
elevados dos materiais utilizados para as argamassas autonivelantes o valor final
para a execução de pisos por esse método ainda é mais viável economicamente em
relação ao método tradicional devido ao baixíssimo custo da mão de obra. Isto
ocorre pelo fato de esta argamassa apresentar alto poder de bombeabilidade
aumentando a velocidade de aplicação da mesma e tornando o serviço muito mais
rápido, e pelo fato de possuir a propriedade de se nivelar somente pela ação da
gravidade sem necessidade de intervenção manual diminuindo a quantidade de mão
de obra necessária.
Os principais fatores responsáveis por reduzir os custos de misturas
autoadensáveis são (DE LA PEÑA, 2001):
- Aplicação em alta velocidade que resulta em redução significativa no
tempo de construção;
- Economia de trabalho (mão de obra);
- Economia de utilização de equipamentos e máquinas;
- Alta qualidade e durabilidade;
- Superfícies sem falhas.
1.3.3 Tecnológica
19
A argamassa autonivelante tem se mostrado uma grande evolução
tecnológica perante aos métodos usados normalmente no Brasil. É um produto
formulado a partir de cimentos e areias de granulometria selecionada e aditivos
especiais, alguns já utilizados em concretos especiais.
Os pisos servem a dois objetivos: suportar cargas estáticas ou resistir à ação
abrasiva ou puncionante de cargas em movimento. Em ambos os casos é
necessário o dimensionamento estrutural do piso e a prescrição das propriedades
necessárias para resistir à abrasão. A estas duas condições, nos últimos anos tem
sido incorporada uma terceira: os requisitos de planeza ou rugosidade superficial. O
hiato entre o nível da estrutura bruta de concreto e o nível da superfície acabada é
preenchido parcialmente com uma camada denominada de “regularização” ou
contrapiso, e esta camada é fonte de inúmeras manifestações patológicas e
inconvenientes (NAKAKURA & BUCHER,1997).
Quando já aplicada, esta argamassa suporta o trânsito de equipamentos,
sem perder a qualidade (www.nivelle.com.br, 2012). O uso do método tradicional
para regularização de piso pode levar meses, no caso da autonivelante, pode levar
apenas algumas horas. A precisão da aplicação do produto devido ao nivelamento a
laser permite melhores acabamentos e uniformidade. A aplicação da argamassa
autonivelante pode ser observada na Figura 04.
Figura 04- Aplicação da argamassa autonivelante Fonte: www.expamor.com
20
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 ARGAMASSA AUTONIVELANTE
A argamassa autonivelante é um produto relativamente novo que foi
introduzido no mercado da construção civil no Brasil na última década. A aplicação
desse material está voltada principalmente para pisos e contrapisos, uma vez que
apresentam propriedades que a tornam capazes de se autoadensar apenas sob o
efeito da gravidade apresentando superfície lisa e regular (MARTINS, 2009).
Esta argamassa é uma combinação de materiais de construção
desenvolvida para permitir a existência de um contrapiso isento de falhas devido à
moldagem, além de não necessitar de grande conhecimento e experiência do
operário e obter economia de tempo. Para aplicá-la são necessárias uma mangueira
para a projeção da argamassa e uma base limpa.
A formulação é de Cimento Portland de alta resistência inicial (de 25 a 45%
da massa total) e areia fina quartzosa (de 40 a 60%). Os 10 a 15% restantes da
massa são formados por uma série de aditivos químicos e adições minerais
destinados a modificar as características reológicas no estado fresco e as
propriedades físico-mecânicas no estado endurecido, de modo a atender aos
requisitos de instalação, carga, solicitação e durabilidade (NAKAKURA & BUCHER,
1997).
A característica mais perceptível é sua fluidez, que permite o fácil
espalhamento sem aplicação de energia externa, a massa se espalha preenchendo
todo o espaço e gravitacionalmente se nivelando formando uma camada lisa e de
pequena espessura, conforme pode ser visto na Figura 05.
De acordo com Seifert et. al. (2011) as propriedades que compostos
autonivelantes devem apresentar em ordem de importância são as seguintes:
autonivelamento, baixa viscosidade, rápida fixação, rápido endurecimento, rápido
ganho de resistência, secagem rápida, estabilidade dimensional, durabilidade,
resistência de superfície e forte adesão ao substrato.
21
Figura 05 – Fluidez da argamassa autonivelante Fonte: www.apfac.pt
2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES
2.2.1 Cimento
Para Mehta e Monteiro (1994), o cimento Portland pode ser definido como
sendo um aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer, constituído
basicamente de silicatos de cálcio.
Dentre os diversos aglomerantes hidráulicos o Cimento Portland é o mais
amplamente utilizado na produção de argamassas de revestimento. Ainda de acordo
com os autores, apesar de existir pouca pesquisa sobre a influência dos diferentes
tipos de cimento nas argamassas, pode-se afirmar que algumas propriedades
próprias de cada tipo de cimento possuem grande influência no desempenho no
estado fresco da argamassa (BAUER e SOUSA, 2005).
No mercado existem vários tipos de cimento que se diferenciam
basicamente pelas adições sendo as principais: escória de alto forno, materiais
22
pozolânicos e carbonáticos. No entanto para o estudo da argamassa autonivelante
as propriedades que se destacam é sua finura e capacidade de absorver o aditivo
superplastificante, uma vez que a adsorção ocorre preferencialmente nos aluminatos
(C3A – Aluminato de Tricálcico e C4AF – Ferroaluminatotetracálcico) (AITCIN, 2000;
NEVILLE, 1997 apud MARTINS, 2009).
Os principais constituintes do cimento Portland podem ser observados na
Figura 06, assim como as principais características dos componentes podem ser
observados na Figura 07:
Figura 06 – Principais constituintes do Cimento Portland Fonte: NEVILLE (1997)
Figura 07 – Propriedades dos quatro principais componentes do cimento Fonte: LIBORIO (1999) apud CASTRO (2007)
Um tipo de cimento que possui as características citadas anteriormente é o
CP V ARI que representa o cimento Portland de alta resistência inicial. Este tipo de
cimento apresenta resistência à compressão mínima aos 7 dias de idade de 34 Mpa
(NBR 5733:1991).No entanto não se pode excluir a possibilidade de utilização de
outros tipo de cimentos na composição da argamassa autonivelante desde que
sejam realizados estudos específicos.
Mantendo-se o tipo e a marca do início ao fim das atividades de execução
do contrapiso não deverão ocorrer modificações sensíveis nas propriedades da
argamassa produzida. A alteração da marca ou principalmente do tipo de cimento ao
longo do processo de produção pode implicar em variações nos resultados do
controle de produção do contrapiso. Em função disto, é recomendável realizar uma
23
adequada programação do uso do cimento em obra, a fim de que o mesmo não falte
ao longo da produção (BARROS, 1995).
2.2.2 Areia
A escolha do agregado miúdo é determinada tanto pelo seu efeito na
demanda de água como pelo empacotamento físico (MENDES, 2002).
A NBR 7211:1983 classifica como agregado miúdo as areias de origem
natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou mistura das duas, cujos
grãos passam pela peneira definida pela ABNT 4,8 mm e ficam retidas na peneira de
0,075mm. Ou ainda Podemos afirmar que são materiais de formato granular,
relativamente inertes e classificados com base na sua composição granulométrica.
(SANTOS, 2008).
A granulometria segundo Santos (2008) deve seguir o estipulado na NBR
7217:1987 e cumprir os limites de apenas uma das zonas da Figura 08 a seguir:
Figura 08 – Limites granulométricos de agregado miúdo Fonte: SANTOS, 2008
Os agregados miúdos na argamassa desempenham funções de ordem
técnica, uma vez que contribuem para otimizar as propriedades das argamassas a
durabilidade e a textura final e de ordem econômica porque sendo material de menor
custo quando comparados aos aglomerantes , contribuem para reduzir o custo final
das argamassas (ARAÚJO, 1995).
24
Os agregados devem ser isentos de substancias que prejudiquem o
processo de hidratação e endurecimento do cimento além de precisarem ser
resistentes e isentos de impurezas (TRISTÃO, 1995).
Dentre as principais características a serem analisadas no agregado miúdo,
no caso a areia, está a distribuição granulométrica, pois influencia diretamente no
desempenho da argamassa, interferindo na trabalhabilidade e consumo de água e
aglomerantes. No agregado miúdo quanto maior a continuidade granulométrica
maiores as resistências mecânicas, devido à melhoria do empacotamento da mistura
(FREITAS, 2010).
Ainda pode-se afirmar que a forma do agregado é essencial na influência
das propriedades da argamassa e que a maneira como o agregado é obtido
influencia em sua forma e tamanho (BOUTQUETY, 2007 apud FREITAS, 2010).
A argamassa autonivelante pode ser confeccionada com areia fina quartzosa
ou basáltica com grãos de dimensão máxima característica inferior a 0,6mm, que
proporciona a textura superficial do piso endurecido extremamente fina ao ponto de
não requerer selantes adicionais (NAKAKURA & BUCHER, 1997).
2.2.3 Sílica Ativa
A sílica ativa é um subproduto proveniente do processo de fabricação das
indústrias de ferrosilício e silício-metálico. A produção do silício é realizada em
grandes fornos elétricos de fusão, do tipo arco voltaico, onde o quartzo é reduzido
pelo carbono em altas temperaturas. Deste processo resulta a produção do
monóxido de silício gasoso (SiO), que em contato com temperaturas mais baixas, se
condensa formando a sílica (SiO2) (CARMO, 2006).
É considerada uma das adições minerais de maior reatividade graças à sua
natureza amorfa e pelo fato de suas partículas apresentarem tamanho muito
pequeno. Suas partículas possuem formato esférico com diâmetros cerca de cem
vezes menores que os do cimento. Apresentam elevada área específica e
granulometria mais fina que a dos cimentos, por isso as partículas da sílica ativa
densificam a zona de transição por ação física e química, gerando uma
25
microestrutura mais densa e homogênea, com reduzido volume de vazios
(FONSECA, 2010).
Esta adição mineral é utilizada em composições cimentícias para aumentar a
resistência mecânica e compacidade, pela ocorrência de reações químicas
conhecidas como pozolânicas e das reações físicas chamadas de efeito filler. A
reação pozolânica acontece devido à interação da sílica ativa com o hidróxido de
cálcio do cimento, produzindo silicato de cálcio hidratado (C-S-H) que é um material
mais resistente e estável e que favorece a durabilidade dos compósitos,
aumentando a resistência e a impermeabilidade do sistema devido ao processo de
refinamento dos poros. Já o efeito filler acontece devido à diminuição da porosidade
total do sistema promovida pelo preenchimento dos vazios de empacotamento, de
poros capilares e de gel (ROMANO, 2006).
Segundo Fonseca (2010) incorporação de adições minerais em geral resulta
na produção de materiais cimentícios com melhores características técnicas. No
concreto fresco, a introdução de sílica ativa contribui para a diminuição da
exsudação e da segregação, sendo o uso de plastificantes e superplastificantes
necessário para garantir a trabalhabilidade da mistura. O efeito físico do
empacotamento das finíssimas partículas da sílica ativa provoca a redução dos
espaços vazios e consequentemente do consumo de água necessário para dar
plasticidade ao sistema.
Ainda de acordo com Fonseca (2010) essas adições também trazem
diversos benefícios para o concreto no estado endurecido, como: redução na
porosidade capilar, diminuição das fissuras de origem térmica, melhoria na
resistência a ataque por sulfatos, melhoria na resistência à reação álcali-sílica, entre
outros, que aumentam a durabilidade e resistência do concreto.
As adições minerais, como a sílica ativa, são utilizadas em argamassas
autonivelantes principalmente para compensar a retração por secagem, a
exsudação e a tendência ao fissuramento (NAKAKURA & BUCHER, 1997). Pode-se
observar na Figura 09 a imagem microscópica da sílica ativa.
26
Figura 09 – Imagem microscópica de sílica ativa Fonte: MAHMOUD, 2010
2.2.4 Aditivos
Os aditivos são produtos químicos com a capacidade de alterar
propriedades da argamassa e apesar de estarem divididos em várias categorias, os
aditivos carregam em si dois objetivos fundamentais, o de ampliar as qualidades, ou
de minimizar os pontos fracos da argamassa.
As argamassas autonivelantes devem atingir uma determinada consistência
no instante da sua instalação, de modo que a sua viscosidade permita uma
deformação conveniente pela ação do seu próprio peso (NAKAKURA & BUCHER,
2003).
Na produção da argamassa autonivelante são usados os aditivos
superplastificante para garantir uma fluidez adequada e reduzir a tensão de
escoamento e o promotor de viscosidade auxiliar na estabilidade da mistura
(MARTINS, 2009).
27
2.2.4.1 Aditivo Modificador de Viscosidade
A função do VMA (do inglês Viscosity Modifying Admixtures), ou APV –
Aditivo Promotor de Viscosidade, é modificar as propriedades reológicas da pasta de
cimento, ele é usado para reduzir a segregação nas pastas de alta fluidez e ainda
promover a obtenção de níveis de fluidez e maior homogeneidade da mistura
(MARTINS, 2009).
O aditivo promotor de viscosidade é formado por cadeias longas de base de
celulose, polissacarídeo, acrílico ou glicol e outros agentes inorgânicos (RIXOM &
MAILVAGANAM, 1999).
A maioria dos VMA é baseada em moléculas poliméricas de alto peso que
tem uma grande afinidade com a água. Interagindo com os grupos funcionais de
moléculas com a água e a superfície dos finos, o VMA forma uma estrutura
tridimensional no estado fresco da mistura para aumentar a viscosidade da pasta,
tornando-a mais coesiva (EFNARC, 2006).De acordo com Tutikian (2004), uma
grande vantagem do uso do VMA é a diminuição da relação água/cimento das
misturas.
A utilização desse aditivo pode gerar em concretos e argamassas um
comportamento pseudoplástico, ou seja, redução da viscosidade em função do
aumento da taxa de cisalhamento aplicada (MELO, 2005).
A ação química do aditivo nos grãos de cimento pode ser observada na
Figura 10.
28
Figura 10 – Ação química do VMA nos grãos de cimento Fonte: www.basf-cc.com.br
2.2.4.2 Aditivo Superplastificante
Na produção de argamassas e concretos quanto menor a quantidade de
água adicionada maior é a resistência obtida, mas ao mesmo tempo o concreto e a
argamassa precisam ser fluidos e trabalháveis (KATSIADRAMIS et. al. 2010).
Para esses casos foram criados os superplastificantes (SP) que são
responsáveis por aumentar a trabalhabilidade e diminuir a exsudação, a
permeabilidade e a porosidade.
De acordo com Monte (2003), os SP mais utilizados são geralmente a base
de lignossulfonato, melamina sulfonato, naftaleno sulfonato e policarboxilatos. A
Figura 11 ilustra a molécula de policarboxilato.
29
Figura 11 – Molécula de policarboxilato Fonte: FRACALOSSI (2011)
As partículas de Cimento Portland quando entram em contato com a água,
que tem molécula polar, apresentam forte tendência a floculação. Certa quantidade
de água fica aprisionada entre os grãos de cimento, reduzindo a disponibilidade de
água e a lubrificação da mistura. Tais fenômenos aumentam a viscosidade da
mistura e também reduzem a área específica dos grãos de cimento disponível para
as reações de hidratação (HARTMANN& HELENE, 2003).
A adição de superplastificante conduz alterações não só nas propriedades
no estado fresco da pasta e concreto, mas também no comportamento dos estágios
subsequentes da hidratação. Um desses efeitos é atraso no processo de pega, no
qual aumenta com a dosagem empregada (RONCERO, 2000).
A ação dos superplastificantes é de dispersar os grãos de cimento e assim
umidificando melhor os grãos, fornecendo uma mistura homogênea com maior
resistência (KATSIADRAMIS et. al. 2010).
A Figura 12 demonstra o efeito do SP sobre a pasta cimentícia.
Figura 12 – Efeito do SP sobre pasta de cimento Fonte: MINDESS e YOUNG (1981) apud AZEVEDO (2002)
A proporção dos componentes da argamassa e a dosagem do SP devem ser
ajustadas para evitar segregação (RAMEZANIANPOUR&MALHOTRA, 1995).
30
O aditivo não representa custo adicional na maioria dos casos, pois sua
utilização resulta em economia, como redução do tempo e trabalho para
nivelamento, redução do teor de cimento e aumento da durabilidade (FRACALOSSI,
2011).
2.3 PROPRIEDADES DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE
Para que a argamassa autonivelante seja adequada à aplicação em
contrapisos ela deve atender algumas propriedades tanto no estado fresco quanto
no estado endurecido.
2.3.1 Estado Fresco
A argamassa autonivelante deve apresentar no estado fresco algumas
propriedades específicas que devem ser atendidas para garantir sua característica
de autonivelamento e posteriormente sua qualidade no estado endurecido.
As propriedades mais importantes para estas argamassas no estado fresco
são a consistência e a resistência à segregação. Evitar a segregação significa
manter a mistura homogênea sem separação entre as partículas que a constituem
(MARTINS, 2009).
A consistência no momento de sua aplicação deve ser de tal modo que a
argamassa autonivelante consiga preencher completamente todos os espaços em
que foi lançada apenas sob a ação do seu peso próprio. Desta maneira, a massa se
espalhará sobre o substrato, formando uma superfície com a planeza adequada à
finalidade da camada: regularização ou acabamento (NAKAKURA, 1997).
Para que a argamassa autonivelante apresente facilidade de aplicação e
ótimo poder de bombeabilidade e de nivelamento que são requisitos para sua
aplicação ela deve apresentar elevada fluidez, em comparação com as argamassas
convencionais.
31
Devido a essa elevada fluidez a argamassa autonivelante tende a apresentar
segregação. A coesão e a viscosidade são características essenciais para evitar a
segregação e a exsudação da mistura. O aditivo modificador de viscosidade é
utilizado na massa para proporcionar um aumento na coesão entre as partículas,
prevenindo estes problemas (MARTINS, 2009).
De acordo com Melo (2005) a adição da sílica ativa nos concretos
autoadensáveis reduz significativamente a exsudação e a segregação pelo fato de
suas partículas apresentarem tamanho muito reduzido e aumentarem a coesão
garantindo misturas mais estáveis e homogêneas.
Já o uso em excesso do aditivo SP pode promover a segregação entre as
partículas tanto dos agregados como do cimento em concretos, argamassas e
pastas. Por isso é necessária uma metodologia confiável que permita o correto teor
dos aditivos na mistura para garantir suas propriedades (MONTE, 2003).
Para que um material autoadensável tenha um ótimo desempenho, uma
complexa combinação de propriedades da mistura no estado fresco como fluidez,
coesão, trabalhabilidade, compatibilidade entre cimento-aditivos e viscosidade
deverão ser trabalhadas harmonicamente (EFNARC, 2002 apud MARTINS, 2009).
A trabalhabilidade é outra propriedade importante no estado fresco que pode
ser definida como sendo a propriedade que determina o esforço necessário para
manipular uma quantidade de material fresco com uma perda mínima de
homogeneidade, incluindo todas as etapas desde o lançamento até o acabamento
do material (MEHTA & MONTEIRO, 1994).
Outras definições de trabalhabilidade podem ser vistas na Figura 13:
Figura 13 – Definições de trabalhabilidade Fonte: TATTERSSALL e BANFILL (1983) apud CASTRO (2007)
32
De acordo com Mehta e Monteiro (1994), a trabalhabilidade é uma
propriedade composta de pelo menos dois componentes principais: fluidez que é a
facilidade de mobilidade da mistura fresca e a coesão que descreve a resistência à
exsudação ou à segregação. Esta propriedade pode ser influenciada pelo aumento
dos materiais constituintes da mistura como pode ser vista na Figura 14.
Figura 14 – Influência do aumento dos materiais da mistura na trabalhabilidade Fonte: CASTRO (2007)
2.3.2 Estado Endurecido
As principais propriedades no estado endurecido são a resistência
mecânica, ao impacto e à abrasão e a aderência superficial e profunda.
A resistência mecânica está ligada a sua capacidade de resistir esforços de
tração, compressão ou cisalhamento, provenientes de cargas estáticas ou dinâmicas
decorrentes da edificação ou condições ambientais (FREITAS, 2010). A resistência
aumenta com a redução da proporção de agregado na argamassa e varia
inversamente com a relação água/cimento da argamassa (MACIEL, BARROS &
SABBATINI, 1998).
A NBR 12042:1992 descreve a determinação do desgaste por abrasão para
materiais inorgânicos e define desgaste como sendo a capacidade da argamassa
resistir à desagregação superficial e remoção de partículas de um determinado
material submetido à força de atrito.
É importante também conhecer a resistência ao impacto que se refere à
capacidade de absorver energia sob esforços de colisão. Durante um impacto uma
força é aplicada num tempo infinitamente pequeno, assim é fundamental que o
33
material que compõe o elemento impactado tenha capacidade de sofrer
deformações localizadas antes de transferir o esforço ao resto da estrutura. Esta
deformação pode ser elástica onde há recomposição da região do impacto ou
plástica onde a região de impacto fica danificada (SANTOS 2005).
A aderência é a propriedade de a argamassa manter-se fixa ao substrato
através da resistência às tensões normais e tangenciais que surgem na interface
base-revestimento. É obtida pelas resistências de aderência a tração e ao
cisalhamento além da extensão de aderência da argamassa. Os principais fatores
que influenciam a resistência à aderência são as propriedades da argamassa no
estado fresco, bem como as características da base e sua limpeza superficial
(MACIEL, BARROS & SABBATINI, 1998).A interação entre a argamassa e o
substrato pode ser observada na Figura 15.
Figura 15 – Interação argamassa-base Fonte: MACIEL, BARROS & SABBATINI (1998)
Para argamassas de contrapiso devem ser avaliadas tanto a aderência
profunda que caracteriza a interação entre a argamassa e o substrato de concreto,
quanto a aderência superficial caracterizada pela união entre a argamassa e o
revestimento.
A textura do substrato (rugosidade) é um componente importante no
desenvolvimento da aderência, uma vez que são pontos de ancoragem da
argamassa aplicada, auxiliando na obtenção da mesma. Por sua vez, substratos
rugosos possuem maior área de contato com a argamassa aplicada, melhorando
potencialmente as condições de aderência. Substratos lisos, geralmente levam a
34
valores de aderência menores, devendo-se sempre preparar as superfícies com o
intuito de torná-las adequadamente rugosas (BAUER& PEREIRA, 2005).
Outra propriedade importante para a argamassa no estado endurecido é o
módulo de elasticidade que esta relacionado ao comportamento elástico do material
e pode fornecer informações a respeito da deformabilidade e da rigidez. Esta
propriedade mecânica é de grande interesse pois esta ligada aos fenômenos
patológicos de argamassas em especial as fissuras (SILVA & CAMPITELI, 2008).
2.4 ENSAIOS PARA CARACTERIZAÇÃO DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO
ESTADO FRESCO
2.4.1 Abatimento com cone de Kantro
Por apresentar consistência muito fluida os métodos tradicionais para medir
esta propriedade como, por exemplo, o cone de Abrams, não tem utilidade e,
portanto são substituídos por métodos destinados a natas. A medição em laboratório
pode ser feita através do ensaio com cone de Kantro (NAKAKURA, 1997).
O ensaio de miniabatimento foi desenvolvido por Kantro (1980), consiste em
determinar o abatimento de pequenas quantidades de pasta de cimento usando um
tronco de cone, ou seja, faz a comparação da fluidez da pasta de cimento em
ensaios de “mini-slump” de forma similar ao “slumptest” com cone reduzido. Esse
processo avalia o efeito do aditivo sobre o cimento ou materiais finos sem a
interferência do agregado (SACHT, 2010).
Os parâmetros avaliados através deste ensaio são a homogeneidade da
mistura, a coesão entre partículas e a fluidez adequada (MARTINS, 2009).
O material usado no procedimento do ensaio é composto por um tronco de
cone feito de material translúcido com as seguintes dimensões: altura 57 mm
diâmetro superior 19 mm, diâmetro inferior 38 mm (ROSSIGNOLO, 2003). O cone
de Kantro pode ser observado na Figura 16.
35
Figura 16 – Cone de Kantro Fonte: KANTRO (1980) apud ROSSIGNOLO (2003)
2.4.2 Teor de ar incorporado
O ar incorporado corresponde aos vazios formados pela entrada de ar que
podem ser observados no interior da argamassa. O teor de ar incorporado nas
argamassas, apesar de favorecer a sua trabalhabilidade, atua de forma desfavorável
em relação às resistências mecânicas (MANSUR, 2006).
Além disso, contribui para o impedimento da passagem de água para o
interior da argamassa pelo fenômeno da capilaridade, pois as bolhas de ar podem
interromper parte dos poros capilares da argamassa (FREITAS, 2010).
O teor de ar está relacionado com a densidade de massa relativa da
argamassa no estado fresco e endurecido, com o aumento do teor de ar as
argamassas são menos densas. A presença do ar afeta a capacidade da argamassa
se deformar e tem influência direta na energia de lançamento (SILVA, 2006).
O método para determinação da densidade de massa no estado fresco e do
teor de ar incorporado para argamassa de revestimento é descrito pela NBR
13278:2005.
36
2.4.3 Retenção de água
A retenção de água pode ser representada pela capacidade que a
argamassa tem de reter a água de amassamento contra a sucção da base e contra
a evaporação provocada pelas condições ambientais do meio na qual está inserida.
Esta propriedade quando bem dosada proporciona um ganho de resistência uma
vez permite que as reações de endurecimento se tornem mais gradativas,
originando a adequada hidratação do cimento. Se a perda de água da argamassa
ocorrer de forma muito rápida pode comprometer a durabilidade e a estanqueidade
do material (MACIEL, BARROS & SABBATINI, 1998).
O aumento da superfície específica dos constituintes ou a utilização de
aditivos que possuam características de adsorver a água ou impedir sua percolação
através da massa sólida podem gerar o aumento da retenção de água nas
argamassas (NAKAKURA & CINCOTTO, 2004).
O ensaio de retenção de água é descrito pela NBR 13277:2005. O
equipamento utilizado na realização deste ensaio pode ser observado na Figura 17.
Figura 17 – Aparelho para ensaio de retenção de água em argamassa Fonte: os autores
37
2.5 ENSAIOS PARA CARACTERIZAÇÃO DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO
ESTADO ENDURECIDO
2.5.1 Resistência à tração na flexão e Resistência à compressão
Os ensaios que definem estes parâmetros são descritos pela NBR
13279:2005 que substitui a NBR 13279:1995. A norma atualizada permite a
realização do ensaio de tração na flexão e posteriormente o de compressão
utilizando o mesmo corpo de prova prismático com dimensões 40 mm x 40 mm x
160 mm. O equipamento utilizado nos ensaios de tração na flexão e compressão
pode ser visto na Figura 18.
Figura 18 – Corpo de prova submetido ao ensaio de resistência à tração na flexão Fonte: os autores
2.5.2 Módulo de elasticidade dinâmico
Segundo Monte (2011) o que se deseja de um revestimento de argamassa é
que ele tenha certa capacidade de deformar-se elasticamente resistindo sem
fissuras às deformações do substrato. Uma argamassa flexível, que se deforme
bastante com baixos níveis de tensão, deve possuir um baixo módulo de
elasticidade.
38
Para argamassas o módulo de elasticidade dinâmico é determinado pela
NBR 15630:2009. O ensaio consiste na obtenção da velocidade para atravessar um
corpo através da propagação de onda ultrassônica de uma extremidade à outra.
2.5.3 Resistência de aderência
Esta propriedade pode ser compreendida como sendo a capacidade que as
interfaces piso-contrapiso e base-contrapiso têm em absorver deformações
decorrentes das solicitações de uso (BARROS & SABBATINI, 1991).
A resistência de aderência na interface argamassa autonivelante/argamassa
colante (Figura 19) pode ser obtida através do ensaio de arrancamento descrito pela
NBR 13528:2010.
Já a resistência de aderência na interface base de concreto/argamassa
autonivelante (Figura 20) é descrita pela NBR 15258:2005.
Figura 19 – Interface analisada no ensaio de aderência superficial
Fonte: os autores
39
Figura 20 – Interface analisada no ensaio de aderência profunda
Fonte: os autores
2.5.4 Resistência ao impacto
O objetivo deste parâmetro é verificar o atendimento às condições de
desempenho definidas para contrapiso que são: uniformidade de produção,
compacidade e resistência mecânica superficial (BARROS & SABBATINI, 1991).
Para a determinação desta propriedade não existe uma norma brasileira
específica, no entanto o ensaio pode ser realizado com base na norma britânica BS
8204:1987(WEBER SAINT GOBAIN, SBTA 2011).
2.5.5 Resistência à abrasão
A abrasão pode ser definida como sendo a perda de massa em função do
atrito (FAGURY, 2002). Pode-se dizer que a durabilidade do material está
diretamente ligada à resistência à abrasão (ARAUJO, RODRIGUES & FREITAS,
2000).
O ensaio que determina a desagregação superficial e remoção de partículas
de um determinado material submetido a uma força de atrito é descrito pela NBR
12042:1992.
40
3 PROGRAMA EXPERIMENTAL
Em 2009 foi proposta, na dissertação de mestrado de Eliziane Jubanski
Martins no PPGECC/UFPR (MARTINS, 2009) uma metodologia para a avaliação de
pastas para a confecção de argamassa autonivelante para contrapiso utilizando um
equipamento denominado no trabalho como Cilindro Espanhol. Nessa dissertação
foram formuladas e avaliadas várias pastas em relação à homogeneidade na
mistura, à coesão entre as partículas e à fluidez, características importantes da
pasta para compor uma boa argamassa.
Com base na metodologia proposta por Martins (2009) e nas formulações
estudadas e indicadas no trabalho como de adequado desempenho, a aluna de
iniciação científica Maria Clara Pinto avaliou as formulações dessas pastas com
aditivos (promotores de viscosidade e superplastificantes) de outro fabricante
(PINTO, 2011). Foi verificado que a alteração do aditivo nessas formulações resultou
em desempenhos diferentes nas pastas avaliadas posteriormente, seguindo as
dosagens indicadas, necessitando portanto de ajustes de dosagem. A metodologia
proposta por Martins (2009) utilizando o Cilindro Espanhol auxiliou na obtenção de
pastas com novas dosagens de aditivos. Nesse trabalho de conclusão de curso
partiu-se para a evolução na obtenção de argamassa autonivelante a partir das
pastas e argamassas estudadas por Pinto (2011).
Dentro deste contexto, o programa experimental deste trabalho de conclusão
de curso consistiu na confecção de seis das argamassas, a partir das pastas
previamente estudadas. As argamassas foram dosadas e avaliadas no estado fresco
quanto a sua fluidez, a partir do ensaio do Cone de Kantro. Foram escolhidas três
formulações de argamassa para serem avaliadas também quanto ao seu
desempenho no estado endurecido, além de outras avaliações no estado fresco.
Duas das três argamassas foram aplicadas como contrapiso de uma edificação em
fase de construção visando observar a sua aplicação na prática.
Na Figura 21 pode-se observar o fluxograma que descreve o planejamento
do experimento:
41
Desenvolvimento de formulações de possiveis pastas para argamassa autonivelante por Martins (2009)
Ajustes na dosagem das pastas estudadas com utilização de aditivos de outro fabricante por Pinto (2011)
Caracterização do agregado miudo e dosagem de argamassas autonivelantes realizados em estudos
prévios
Escolha de 6 formulações para continuidade dos estudos
Ensaio de espalhamento com cone de Kantro
Escolha de 3 formulações
Caracterização da argamassa no estado fresco
Teor de ar incorporado Retenção de água
Caracterização da argamassa
no estado endurecido
Resistência à tração na flexão e
à compressão
Resistência ao impacto
Resistência à abrasão
Aderência superficial e
profunda
Figura 21 – Fluxograma do planejamento Fonte: os autores
3.1 DEFINIÇÃO DO UNIVERSO AMOSTRAL
A partir de pastas previamente estudadas e definidas em trabalhos
anteriores, foram formuladas seis argamassas com as dosagens descritas na Tabela
01. Cabe destacar que foram escolhidas 6 pastas consideradas de adequado
desempenho pela metodologia do Cilindro Espanhol. Para a formulação das
argamassas procurou-se fixar o teor de areia em três formulações distintas de
42
pastas (formulações 1, 5 e 9; duas delas com diferença apenas no teor de água),
variar o teor de areia em pastas de mesma formulação (argamassas 12 e 13) e criar
uma situação com quantidade extrema de sílica (formulação 15).
As argamassas frescas após o abatimento pelo ensaio do cone de Kantro
foram avaliadas quanto à abertura, formato da borda e ocorrência ou não de
segregação, procedimento semelhante ao proposto por Martins (2009) para pastas.
A metodologia empregada com o ensaio do cone de Kantro, cujos resultados de
abertura, borda e segregação realizados em 2011 se encontram expostos nessa
tabela, será objeto de detalhamento no item 3.4.1.
Tabela 01 – Proporção em massa das formulações de argamassas avaliadas no trabalho
Formulação
TRAÇO Abertura média (cm)
Borda Segregação
Cimento areia sílica SP VMA a/ms Unif. Desunif. Sem Com
1 1 1,25 0,05 0,0048 0,0143 0,435 - X X
5 1 1,25 0,05 0,0048 0,0143 0,2989 14,75 X X X
9 1 1,25 0,05 0,004 0,0077 0,236 11,75 X X
12 1 1,45 0,05 0,009 0,0094 0,229 14,45 X X
13 1 1,55 0,05 0,009 0,0094 0,220 14,25 X X
15 1 1,875 0,25 0,009 0,0094 0,232 14,10 X X
Fonte: os autores
3.2 DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS
Apresenta-se nesse item a caracterização dos materiais utilizados na
formulação das argamassas autonivelantes.
3.2.1 Cimento
O cimento utilizado na formulação da argamassa autonivelante foi o CP V
ARI da marca Itambé. Este cimento apresenta elevada resistência inicial e se
destaca pela sua finura em relação aos demais contribuindo diretamente para o
aumento da fluidez da mistura.
43
A Figura 22 apresenta as composições químicas do CP V ARI, fornecidas
pelo fabricante. Os dados se referem aos ensaios realizados no mês de maio de
2012.
QUÍMICOS
Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO SO3 P.
Fogo CaO
L. R.
Ins. Eq. Alc.
% % % % % % % % % %
Média 4.1 19.41 2.58 60.71 4.93 2.84 3.33 2.03 0.57 0.62
Figura 22 – Composição química do cimento CP V ARI Fonte: Empresa Itambé
3.2.2 Areia
A areia utilizada no ensaio foi escolhida e caracterizada em estudos
realizados em 2011 no LATECA – Laboratório de Tecnologia de Argamassas da
UFPR. Trata-se de uma areia de natureza quartzosa fornecida pela empresa
Impermix localizada em Curitiba/PR.
Foram realizados ensaios para a determinação da distribuição
granulométrica que seguem a recomendação da norma NBRNM 248:2001. Como a
quantidade de finos é um fator relevante para o estudo da argamassa autonivelante,
além da granulometria por peneiramento foi executado também a granulometria a
laser, que mostra as frações finas dos grãos retidos na peneira 0,075 mm.
A curva de distribuição granulométrica da fração grossa da areia quartzosa
está apresentada noGráfico 01, juntamente com outras duas areias também
avaliadas. Optou-se pela areia quartzosa por ter apresentado uma granulometria
intermediária entre as demais. No Gráfico 02apresentam-se as curvas
granulométricas da fração fina da areia, ou seja, do material pulverulento.
44
Gráfico 01 - Distribuição granulométrica das areias estudadas Fonte: os autores
Gráfico 02 - Granulometria a laser das areias estudadas
Fonte: os autores
Os demais ensaios de caracterização das areias podem ser observados na
Tabela 02 a seguir, obtidos em ensaio no LAME – Laboratório de Materiais e
Estruturas do LACTEC.
45
Tabela 02 - caracterização da areia quartzosa
ENSAIOS Normas
AREIA QUARTZOSA
D.M.C. (mm) NBRNM 248, 2001 0,6
Módulo de Finura (%) NBRNM 248, 2001 1,01
Massa Específica SSS (g/cm³)
NBR NM 52/02 2,64
Material Pulverulento (%) NBRNM 46, 2001 0,2
Absorção de água (%) NBRNM 30 2001 e NBRNM 53, 2002
0,1
Fonte: os autores
Para complementar a caracterização, foi realizada a analise morfológica da
areia quartzosa no LAMIR – Laboratório de Análises de Minerais e Rochas, os
resultados podem ser observados na Tabela 03. O formato arredondado e a
esfericidade alta indicadas na morfologia desta areia contribuem para a fluidez da
argamassa.
Tabela 03 - Análise morfológica da areia quartzosa
Agregado Miúdo
Retida na Peneira #
Esfericidade Arredondamento
Qu
art
zosa
A3 0,3 ALTA SUB-ARREDONDADA
A3 0,15 ALTA SUB-ARREDONDADA
Fonte: os autores
3.2.3 Sílica Ativa
A sílica ativa utilizada na composição da argamassa autonivelante foi da
marca Tecnosil obtida no comércio local na empresa Impermix. As características
deste material podem ser observadas na Figura 23.
46
Figura 23 – Caracterização da sílica ativa Fonte: www.tecnosilbr.com.br
3.2.4 Aditivos
O aditivo promotor de viscosidade utilizado foi o V-MAR 3 da marca GRACE
(Figura 24), que aumenta a viscosidade da mistura mantendo seu espalhamento e
evitando a segregação. É recomendado para uso combinado ao superplastificantes
da família ADVA para produção de materiais auto adensáveis
(www.br.graceconstruction.com, 2012).O aditivo superplastificante utilizado foi o
ADVA CAST 525 da marca GRACE, que é um aditivo à base de policarboxilato e
pode ser observado na Figura 25.
Figura 24 – Aditivo promotor de viscosidade Figura 25 – Aditivosuperplastificante Fonte: os autores Fonte: os autores
47
Algumas características dos aditivos utilizados, fornecidas pelo fabricante
podem ser observadas na Tabela 4.
Tabela 04 – Principais características dos aditivos fornecidas pelo fabricante
ADVA 525 VMAR 3
Tipo de produto: superplastificante Tipo de produto: modificador de viscosidade
Aspecto: líquido Aspecto: líquido viscoso
Cor: amarelo claro a ambar Cor: levemente amarelo a cinza.
Validade: 1 ano Validade: 1 ano
Massa específica: 1,06 g/cm3. Massa específica: não fornecida Fornecimento: O ADVATM CAST 525 é embalado em tambores de 220 kg, contentores de 1000 kg ou a granel.
Fornecimento: O V-MARTM 3 é embalado em tambores de 200 kg, contentores de 1000 kg ou a granel.
Não contém cloreto. Não contém cloreto.
pH: 5,00 pH: 9,50 Fonte: os autores
3.3 PROCEDIMENTO DE MISTURA
As propriedades da argamassa no estado fresco assim como no endurecido
são bastante influenciadas pelos seguintes fatores referentes ao procedimento de
mistura:
a) ordem de colocação dos materiais na argamassadeira;
b) quantidade de água adicionada em determinado intervalo de tempo;
c) energia utilizada no amassamento;
d) tempo total.
Para produzir a argamassa foi feita uma mistura ordenada de seus materiais
em uma argamassadeira, nas proporções em massa indicadas na Tabela 05.
48
Tabela 05 – Proporções em massa das formulações de argamassa estudadas
Formulação cimento (g) areia (g) sílica (g) SP (g) VMA (g) água (g)
1 200 250 10 0,96 2,86 200,1
5 200 250 10 0,96 2,86 137,5
9 200 250 10 0,80 1,54 108,6
12 200 290 10 1,80 1,88 114,5
13 200 310 10 1,80 1,88 114,4
15 200 375 50 1,80 1,88 145
Fonte: os autores
Os materiais foram adicionados em parcelas na argamassadeira (Figura 26)
e misturados na velocidade 1 (velocidade lenta), sendo adicionada primeiramente a
água aos materiais secos e posteriormente os aditivos, como pode ser observado no
esquema apresentado na Figura 27.
Figura 26 – Argamassadeira utilizada na produção da argamassa Fonte: os autores
49
Figura 27 – Procedimento de mistura Fonte: os autores
3.4 ENSAIOS DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO ESTADO FRESCO
3.4.1 Ensaio com cone de Kantro
O ensaio foi realizado de acordo com o método de Kantro no LATECA
Laboratório de Tecnologia de Argamassa da UFPR para as seis formulações de
argamassas, sendo realizado duas vezes para cada formulação.
Os materiais foram dosados numa balança comum calibrada e misturados
na argamassadeira mecânica com velocidade lenta. A argamassa foi produzida de
acordo com a sequência descrita no item do procedimento de mistura.
A bancada utilizada para a realização do ensaio foi previamente nivelada
como mostra a Figura 28.
50
Figura 28 – Nivelamento da bancada Fonte: os autores
Em seguida o cone de Kantro (Figura 29) foi posicionado no centro de uma
placa de vidro com dimensões 30cmx30cm com espessura de 4 mm (Figura 30).
Figura 29 – Cone de Kantro Fonte: os autores
Figura 30 – Placas de vidro utilizadas no ensaio de Kantro Fonte: os autores
51
Logo após a mistura, o cone foi preenchido até o topo com uma amostra da
argamassa, retirando-se em seguida o cone na vertical deixando ocorrer o
espalhamento da argamassa sobre a placa.
Após o equilíbrio da pasta com régua e auxilio de um papel milimetrado
colocado sob a placa de vidro, foram medidos dois diâmetros em sentidos
ortogonais e posteriormente determinado o diâmetro médio da abertura da
argamassa. Para cada amostra foram medidos os diâmetros nos tempos 0 minuto,
10 minutos, 20 minutos e 30 minutos.
O espalhamento é dado por:
Sendo:
D1 e D2 = Diâmetros obtidos do ensaio após o espalhamento (cm)
= Espalhamento (Média de D1 e D2)
Além da determinação do diâmetro foi feita análise visual da borda da
argamassa assim como a verificação da ocorrência ou não de segregação na
mesma.
3.4.2 Teor de ar incorporado
Para a realização do ensaio foi utilizada a NBR 13278:2005, uma vez que
para argamassa autonivelante não existe uma norma que estabeleça procedimentos
a serem adotados na execução do ensaio. No entanto foi necessária uma pequena
modificação na execução do ensaio pois pela sua elevada fluidez a argamassa
autonivelante não necessitou de adensamento.
De início deve-se realizar a calibração do recipiente cilíndrico adotado no
ensaio, no entanto o volume é conhecido e corresponde a 399,48 cm³ (vr), não
necessitando assim que houvesse calibração do mesmo. O recipiente utilizado pode
ser observado na Figura 31.
52
Figura 31- Recipiente cilíndrico utilizado no ensaio de Teor de Ar Incorporado Fonte: os autores
Posteriormente registra-se a massa do recipiente vazio (mv), feito isso se
prepara a argamassa de acordo com os procedimentos descritos em itens
anteriores.
A norma cita a necessidade de introduzir no recipiente a argamassa
previamente preparada em três camadas iguais aplicando-se 20 golpes ao longo das
camadas rasando o recipiente posteriormente, no entanto por se tratar de uma
argamassa de elevada fluidez, a argamassa autonivelante dispensa a necessidade
dos golpes, requerendo apenas de arrasamento com uma régua metálica em
direções ortogonais, a fim de preencher corretamente o recipiente e por fim elimina-
se o material que fica aderido a parede externa para que não interfira na obtenção
da massa do conjunto (mc). O procedimento pode ser observado na Figura 32.
Figura 32 - Procedimento de rasamento do recipiente para a determinação da densidade da argamassa fresca. Fonte: os autores
Realizado o procedimento acima e removendo todo o material que por
ventura tenha ficado aderido ao recipiente pesa-se o recipiente e anota-se a massa
do conjunto (mc) como na Figura 33.
53
Figura 33: Obtenção da massa do conjunto Fonte: os autores
Uma vez conhecidos (mr), (mv) e (mc) é possível obter a densidade de
massa que é dada por:
Onde:
d= densidade de massa (kg/m³)
mc = massa do recipiente contendo argamassa (g)
mv = massa do recipiente vazio (g)
vr = volume do recipiente cilíndrico(cm³)
A partir da obtenção da densidade de massa da argamassa fresca pode-se
determinar o teor de ar incorporado pela equação:
(
)
Onde:
A = teor de ar incorporado na argamassa (%)
d = densidade de massa da argamassa (g/cm³)
dt = densidade de massa teórica da argamassa (g/cm³)
54
A densidade de massa teórica é dada por:
dt=
Onde:
mi = massa de materiais secos + água
i = massa específica de cada componente
3.4.3 Retenção de água
Para a realização do ensaio foi necessária a adaptação da NBR 13277:2005
norma utilizada para argamassa de revestimento, uma vez que não existe uma
norma que estabeleça procedimentos específicos a serem adotados na execução do
ensaio para medir a retenção de água em argamassa autonivelante, a diferença foi
apenas ausência de adensamento na execução do ensaio. A retenção de água é
determinada através do equipamento denominado Funil de Buchner que pode ser
observado na Figura 34.
Figura 34 - Funil de Buchner Fonte: os autores
Para dar início ao ensaio foi necessário colocar sobre o prato um papel filtro
e umedecê-lo de forma que este ficasse totalmente aderido ao prato sem deixar
bolhas de ar e em seguida o prato foi posicionado sobre o funil.
55
Para a realização do ensaio a bomba precisa aplicar ao conjunto uma
sucção de 50 mm de mercúrio, para tanto foi necessária a calibração da mesma com
a torneira fechada. Depois de calibrada a bomba, a torneira foi aberta para a sucção
do excesso de água do papel filtro durante 1,5 minutos, como mostra a Figura 35.
Após este procedimento foi pesado o conjunto e anotada a massa (mv).
Figura 35 – Conjunto prato/papel filtro Fonte: Os autores
Em seguida, conforme a Figura 36 o prato foi preenchido até o topo com a
argamassa previamente preparada de acordo com o procedimento de mistura, o
conjunto então foi pesado e a massa (ma) foi anotada.
Figura 36: Conjunto prato/argamassa Fonte: Os autores
Na sequência o conjunto foi posicionado sobre o funil e a bomba ligada por
15 minutos aplicando na amostra uma sucção de 50 mm de mercúrio.
56
Por fim o conjunto foi retirado do funil e sua massa final (ms) foi medida e
anotada.
Com as massas obtidas foi possível calcular a retenção de água conforme
as seguintes equações:
[
( )]
Onde:
ma = massa do conjunto com argamassa (g);
ms = massa do conjunto com argamassa após sucção (g);
mv = massa do conjunto vazio (g);
AF = fator água/argamassa fresca;
mw = massa total de água acrescentada à mistura (g);
m = massa dos componentes anidros (g)
Ra = retenção de água (%)
3.5 ENSAIOS DA ARGAMASSA AUTONIVELANTE NO ESTADO ENDURECIDO
3.5.1 Resistência à tração na flexão e Resistência à compressão
Para testar a resistência à tração na flexão e à compressão os ensaios
foram baseados na norma brasileira NBR 13279:2005 - Argamassa para
assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência à
tração na flexão e à compressão.
Ao todo nove corpos de prova prismáticos, três para cada amostra, foram
confeccionados no tamanho 40mmx40mmx160mm em molde metálico padrão com
uma fina camada de desmoldante, como na Figura37, obtendo um volume total de
256 cm³ para cada corpo de prova, porém não foram aplicados golpes para
57
adensamento como recomenda a norma devido à alta fluidez da argamassa e sua
propriedade de se autonivelar.
Figura 37–Moldagem dos corpos de prova da argamassa número 13
Fonte: os autores
Todos os corpos de prova permaneceram no molde por 72 horas até serem
retirados e mantidos por 28 dias em ambiente laboratorial antes do ensaio, como
pode ser observado na Figura 38.
Figura 38 – Corpos de prova logo após desmoldagem
Fonte: os autores
Para os ensaios de ruptura foi usada a prensa EMIC DL 10000 do
Laboratório de Tecnologia de Argamassas como ilustrada na Figura 39.
58
Figura 39 – Prensa EMIC DL 10000 usada nos ensaios de tração e compressão
Fonte: os autores
Como mostra a figura 40 os corpos de prova foram posicionados na
máquina de forma que as pontas dos blocos ficassem apoiadas nos cantos e a força
fosse aplicada no centro para ensaiar a tração na flexão.
Figura 40 - Ensaio de tração na flexão
Fonte: os autores
Para os ensaios de compressão (Figura 42) parte dos mesmos corpos de
prova rompidos na flexão (Figura 41) foram usados. Eles foram posicionados na
máquina com as partes de cima e de baixo em contato com a prensa.
Figura 41 – Corpo de prova rompido no ensaio de tração na flexão. Fonte: os autores
59
Figura 42 – Corpo de prova rompido no ensaio de compressão.
Fonte: os autores
Após cada ensaio, foram obtidas a força máxima em Newtons e a resistência
à tração na flexão e à compressão no momento da ruptura dos corpos de prova em
MPa.
3.5.2 Módulo de elasticidade dinâmico
O ensaio de módulo de elasticidade foi realizado de acordo com a norma
brasileira NBR 15630:2009 no laboratório de materiais de construção civil localizado
na UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, na sede Ecoville do
campus Curitiba.
O ensaio foi realizado com o aparelho de ultrassom Pundit Plus e consiste
em medir através do equipamento, a velocidade com a qual as ondas ultrassônicas
atravessam o material de uma extremidade à outra. Primeiramente foi aplicada uma
camada espessa de gel de ultrassom de modo que não existissem espaços vazios
entre os transdutores e o corpo de prova para garantir que toda superfície dos dois
materiais estivessem em contato. Os transdutores foram posicionados nas
extremidades do corpo de prova no sentido longitudinal e em seguida o valor da
velocidade foi registrado no equipamento. O equipamento pode ser observado na
Figura 43.
60
Figura 43 – Equipamento de ultrassom utilizado na determinação do módulo de elasticidade Fonte: os autores
O valor do módulo de elasticidade dinâmico da argamassa foi calculado de
acordo com a norma brasileira NBR 15630:2009 que adota o mesmo critério de
cálculo de módulo de elasticidade dinâmico de concreto da norma britânica BS
1881:Part 203:1986:
( ) ( )
Onde:
= módulo de elasticidade dinâmico (MPa)
= densidade de massa no estado endurecido em Kg/m³
= velocidade que a onda ultrassônica leva para percorrer o corpo de prova
no sentido longitudinal em Km/s
= coeficiente de Poisson adotado como 0,2 para argamassas na norma
brasileira
3.5.3 Resistência de aderência
3.5.3.1 Resistência de aderência na interface argamassa autonivelante/argamassa
colante
A realização deste ensaio foi baseada na norma brasileira NBR 13528:2010
que descreve o ensaio de arrancamento de placas cerâmicas em um substrato.
61
O substrato de argamassa autonivelante utilizado foi moldado com auxilio do
substrato padrão descrito pela norma, para que ficasse com mesmas dimensões e
com gabaritos de madeira, e após 72 horas foi desmoldado e permaneceu em
laboratório por 28 dias como pode ser observado na Figura 44.
Figura 44 – Substrato de argamassa autonivelante Fonte: os autores
Após 28 dias de cura da argamassa autonivelante os corpos de prova foram
encaminhados ao LAME onde foram revestidos com placas cerâmicas quadradas de
dimensão 5 cm x 5 cm com argamassa colante Votorantim do tipo ACI. A cerâmica
foi fixada no substrato utilizando um peso padrão descrito na norma, sendo que os
pesos foram colocados e removidos na mesma sequencia em um tempo de 30
segundos. Em seguida foi retirado o excesso da argamassa colante do substrato
respeitando uma margem de 1cm ao redor da cerâmica. O procedimento pode ser
observado na Figura 45.
Figura 45 – Fotos das etapas de moldagem para o ensaio de aderência superficial Fonte: os autores
62
Os corpos de prova permaneceram em ambiente laboratorial por mais 25 dias
até que fossem colados os dispositivos metálicos nas placas cerâmicas como pode
ser vistos na Figura46. O objetivo deste ensaio foi verificar o desempenho de um
revestimento cerâmico tendo como base um contrapiso de argamassa autonivelante.
Figura 46 – Disposição das camadas do corpo de prova para ensaio de aderência superficial Fonte: os autores
Três dias após a colagem das pastilhas metálicas foi realizado o
arrancamento das placas cerâmicas para obtenção dos resultados conforme a
Figura 47.
Figura 47 – Ensaio de arrancamento para análise de aderência superficial
Fonte: os autores
63
3.5.3.2 Resistência de aderência na interface base de concreto/argamassa
autonivelante
Este ensaio foi realizado no LAME na UFPR com base na NBR 15258:2005
que determina o procedimento para se obter a aderência entre o substrato padrão e
a argamassa.
A argamassa foi moldada no LATECA sobre o substrato padrão com auxilio
de um gabarito de madeira de forma semelhante ao molde feito no ensaio de
aderência superficial descrito anteriormente.
O conjunto permaneceu em laboratório por 25 dias até ser encaminhado ao
LAME onde os corpos de prova cilíndricos com diâmetros de 5 cm foram preparados
com o auxilio da serra copo. A Figura 48 mostra a preparação dos corpos de prova.
Figura 48 – Preparação dos corpos de prova para realização do ensaio de aderência profunda Fonte: os autores
Para cada placa de argamassa deveria ter sido feito 10 corpos de prova
cilíndricos, no entanto devido à rigidez das autonivelantes alguns corpos de prova
romperam no momento do corte com a serra copo e não foi possível obter a
quantidade exigida pela norma.
Em seguida foram coladas as placas metálicas a cada copo de prova. A
figura 49 mostra o arrancamento para verificação da aderência que foi realizado aos
28 dias, 3 dias após a colagem.
64
Figura 49 – Realização do ensaio de aderência profunda Fonte: os autores
3.5.4 Resistência ao impacto
Este ensaio foi realizado no LAME – Laboratório de Materiais e Estruturas
localizado no campus Politécnico da UFPR seguindo a norma brasileira NBR
15845:2010.
Primeiramente foram preparados os corpos de prova em forma de placas
com dimensões de 20 cm x 20 cm x 2,5 cm com superfícies paralelas como pode ser
observado na Figura 50.
Figura 50 – Moldes dos corpos de prova para o ensaio de impacto Fonte: os autores
A preparação dos corpos de prova foi feita de tal forma que as superfícies
representassem a aparência estética que o material terá quando do seu emprego na
obra.
Para o ensaio foi confeccionado um dispositivo conforme a Figura 51.
65
Figura 51 – Dispositivo utilizado no ensaio de impacto Fonte: os autores
A placa foi assentada sobre o colchão de areia e foi nivelada de forma mais
perfeita possível com o auxilio de um nível de bolha. Uma esfera com diâmetro de 5
cm e massa de 1 Kg foi alçada a uma altura inicial de 20 cm (distância entre a face
da placa a ser submetida ao impacto e o centro de massa da esfera) deixando-a cair
em queda livre sobre o corpo de prova como visto na Figura 52.
Figura 52 – Preparação do ensaio de impacto Fonte: os autores
O procedimento foi repetido a alturas acrescidas de 5 em 5 centímetros,
anotando-se a ocorrência de fissuras e lascamento até que ocorresse a ruptura das
placas quando as alturas foram anotadas. Em seguida foram calculadas as médias
aritméticas das alturas nas quais houve a ruptura.
66
3.5.5 Resistência à abrasão
Os procedimentos para a realização do ensaio foram executados de acordo
com a NBR 12042:1992.
No LATECA os materiais para o preparo da argamassa foram pesados em
uma balança comum calibrada e a argamassa foi produzida conforme o
procedimento de mistura.
Foram moldados corpos de prova cilíndricos com 10 cm de diâmetro e 5cm
de espessura, apenas um para cada argamassa. Para isto foram utilizados tubos
cilíndricos de PVC fixados em placas de vidro como pode ser observado na Figura
53.
Figura 53 - Moldes dos corpos de prova para o ensaio de abrasão Fonte: os autores
Foi aplicada uma fina camada de desmoldante para argamassas nos moldes
que posteriormente foram preenchidos com argamassa até o topo e permaneceram
no laboratório.
Após 72 horas nos moldes em condições naturais de temperatura e umidade
do laboratório os corpos de prova foram desmoldados e permaneceram por mais 26
dias até serem encaminhados para a Bianco Tecnologia do Concreto onde o ensaio
de desgaste seria realizado aos 28 dias de idade. No entanto, por causa de alguns
imprevistos com o equipamento que seria utilizado no procedimento os ensaios
foram realizados nas amostras 42 dias após a data da moldagem. Podem-se
observar na Figura 54 os corpos de prova enviados ao laboratório.
67
Figura 54 - Corpos de prova cilíndricos utilizados no ensaio de desgaste Fonte: os autores
O ensaio foi realizado submetendo o corpo de prova cilíndrico ao desgaste
por material abrasivo entre sua superfície de uso e um anel de ferro fundido por um
percurso de 1000 metros.
Foram medidas as perdas de espessura dos corpos de prova para as
distâncias de 500 metros e 1000 metros percorridas pelo material abrasivo sobre a
superfície do corpo de prova.
68
4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
4.1 ENSAIO COM CONE DE KANTRO
A Tabela 06apresenta os resultados do espalhamento e da análise visual,
obtidos pelo ensaio de Kantro para as seis argamassas formuladas.
Tabela 06 – Resultados do ensaio com Cone de Kantro
Abertura (cm) Segregação Borda
Formulação 0 min 10 min 20 min 30 min Com Sem Uniforme Desuniforme
1 - - - - X X
5 16,3 16,3 16,3 16,3 X X
16 16 16 16 X X
9 15,3 15,3 15,3 15,3 X X
15,4 15,4 15,4 15,4 X X
12 16,3 16,3 16,3 16,3 X X
16,25 16,25 16,25 16,25 X X
13 15,5 15,5 15,5 15,5 X X
15,6 15,6 15,6 15,6 X X
15 15 15 15 15 X X
14 14 14 14 X X
Ensaio 1
Ensaio 2
Na Figura 55 observa-se o comportamento das argamassas com relação à
fluidez e à segregação nas diferentes formulações analisadas.
69
Figura 55 – Visualização das argamassas no ensaio com cone de Kantro Fonte: os autores
Com base nos resultados mostrados foram analisados primeiramente os
aspectos visuais como a forma da borda e a presença de segregação. Dessa forma
foi possível confirmar que a argamassa 1 realmente não apresentou nenhum dos
requisitos necessários para prosseguir no estudo, uma vez que apresentou borda
desuniforme e segregação.
Também foi observado que a argamassa 5 apresentou borda um pouco
desuniforme sendo assim não foi selecionada para os ensaios seguintes. Cabe
observar que todas as demais argamassas formuladas apresentaram adequado
desempenho quanto às características avaliadas.
70
De um modo geral, observa-se pouco impacto das diferenças de teores de
aditivo entre as argamassa 9 e 13. Observou-se que a redução de 56% de SP e de
18% de VMA determinou argamassas com fluidez praticamente iguais. Em relação
às argamassas 13 e 15 com mesmos teores de aditivo, a fluidez se alterou um
pouco por conta do aumento (5 vezes) de teor de sílica e de 65 g a mais de areia.
Mesmo assim era esperado um impacto maior na fluidez, ou seja, redução
expressiva da fluidez, mas foram observadas aberturas de 15,55 cm e 14,5 cm para
inclusive relação água materiais secos semelhantes.
No que se refere às medidas de abertura após os tempos de repouso até 30
minutos, pode-se afirmar que não houve alteração da fluidez dessas argamassas
durante esse período de tempo.
Foram escolhidas as formulações 9, 13 e 15 para a continuidade dos
ensaios de caracterização, sendo duas situações distintas de teores de aditivos e
outra com alto teor de sílica. Outras argamassas poderiam ter sido escolhidas ou
mesmo formuladas, mas para efeito de um trabalho de conclusão de curso a
investigação sequencial de desempenho dessas argamassas se reduziu a três,
tendo em vista que o assunto certamente não se esgota com esse trabalho e outros
trabalhos virão para complementar o entendimento desse novo produto.
4.2 TEOR DE AR INCORPORADO
Os resultados do teor de ar incorporado estão apresentados na Tabela 07.
Tabela 07 – Resultados obtidos no ensaio de teor de ar incorporado (A)
Formulação mv vr mc d dt A
9 894,86 399,48 1712,18 2,04596 2,09 2,10
13 894,86 399,48 1723,22 2,07359 2,11 1,80
15 894,86 399,48 1702,95 2,02285 2,06 1,83
Onde:
dt = densidade de massa teórica da argamassa (g/cm³)
d= densidade de massa em (g/cm³)
mc = massa do recipiente contendo argamassa(g)
71
mv = massa do recipiente vazio(g)
vr = volume do recipiente cilíndrico (cm³)
A = teor de ar incorporado na argamassa (%)
Através do Gráfico 3 pode observar melhor a diferença nos resultados de
teor de ar incorporado entre as 3 formulação de argamassa.
Gráfico 3 – Diferença de teores de ar incorporado entre as argamassas
As argamassas 13 e 15 apresentaram teores semelhantes de ar
incorporado, ficando a argamassa 9 com um indicativo de teor um pouco superior.
Essa argamassa apresentou o menor teor de aditivos e de água em relação aos
materiais secos, fatores que provavelmente devem ter contribuído para esse
resultado. O aumento significativo de sílica da argamassa 15 não demonstrou
influência sobre o teor de ar da argamassa autonivelante.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
9 13 15
Teor de arincorporado
72
4.3 RETENÇÃO DE ÁGUA
Os resultados de retenção de água estão apresentados na Tabela 08.
Tabela 08 – Resultados obtidos no ensaio de retenção de água (Ra)
Formulação mv ma ms AF Ra
9 605,22 1690,27 1649,12 0,191 80,14
13 604,3 1763,3 1748,93 0,18 93,11
15 606,36 1778,83 1756,9 0,188 90,05
Onde:
ma = massa do conjunto com argamassa (g);
ms = massa do conjunto com argamassa após sucção (g);
mv = massa do conjunto vazio (g);
AF = fator água/argamassa fresca;
mw = massa total de água acrescentada à mistura (g);
m = massa dos componentes anidros (g)
Ra = retenção de água (%)
A retenção de água dessas argamassas parece estar sendo governada pelo
teor de aditivos. A argamassa 9, com menor teor de aditivos, apresentou a menor
retenção de água. A redução de 56% no teor de SP e de 18% no VMA resultou em
aproximadamente 14% de redução na retenção de água. O teor alto de sílica da
argamassa 15 não influenciou a retenção de água dessa argamassa.
De acordo com a NBR 13281:2001 que especifica requisitos para
argamassas de assentamento e revestimento de paredes e tetos, argamassas que
possuem entre 80 e 90% de retenção de água são classificadas como tendo
capacidade de retenção de água normal, as que apresentam valores maiores que
90% possuem capacidade alta de reter água. Fazendo-se um comparativo entre os
valores encontrados para as argamassas autonivelantes com estes valores
estipulados por norma para argamassas de revestimento, pode-se dizer que as
argamassas 9 e 15 apresentam capacidade normal de retenção de água enquanto
73
que a argamassa 13 possui capacidade alta de reter água, esses resultados podem
ser visualizados no gráfico 4.
Gráfico 4 – Diferença de retenção de água entre as argamassas
4.4 RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO E RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Os resultados de resistência estão apresentados nas tabelas 09 e 10.
Tabela 09 – Resultados obtidos no ensaio de resistência à tração na flexão
Formulação Força máx.
(N) Força máx. média
(N) Resist. tração (MPa)
Resist. tração média (MPa)
9
3698
3689,33
8,67
8,65 3653 8,56
3717 8,71
13
4742
3382,5
11,07
7,93 3553 8,33
3212 7,53
15
3820
1960
8,95
4,58 2108 4,94
1812 4,22
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
9 13 15
Retenção de água
74
Tabela 10 – Resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão
Formulação Força máx.
(N) Força máx. média
(N) Resist. compressão
(Mpa) Resist. compressão média
(MPa)
9
70952
66282,5
44,34
41,43 66118 41,32
66447 41,53
13
66205
65848
41,38
41,16 65491 40,93
70135 43,83
15
71444
66387
44,65
41,49 65803 41,13
66971 41,86
Observa-se que o aumento de sílica na mistura reduziu sobremaneira a
resistência à tração na flexão da argamassa 15, mas manteve a resistência à
compressão com valores semelhantes frente às demais argamassas. No que se
refere á resistência à compressão os resultados foram praticamente iguais entre as
três argamassas, o que leva a crer que a relação água/cimento apesar de diferente
entre as argamassas não coordenou os resultados da compressão, como de
costume em dosagens de concreto. A relação água/cimento das argamassas
encontra-se na Tabela 11:
Tabela 11 – Relação a/c das formulações de argamassa
Formulação cimento (g) areia (g) sílica (g) SP (g) VMA (g) Água (g)
Relação agua/cimento
9 200 250,00 10 0,80 1,54 108,56 0,54
13 200 310,00 10 1,80 1,88 114,4 0,57
15 200 375,00 50 1,80 1,88 145 0,73
4.5 MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO
Os resultados obtidos com o ultrassom e as massas de cada corpo de prova
apresentam-se na Tabela 12.
75
Tabela 12 – Resultados de velocidades e massas dos corpos de prova
Formulação Velocidade
(Km/s) Média das
velocidades (Km/s) Massa (kg)
Média das massas (kg)
9
3,508
3,526
0,4911
0,50 3,579 0,4979
3,493 0,4984
13
3,595
3,574
0,4735
0,48 3,571 0,4890
3,555 0,4892
15
3,516
3,521
0,4777
0,48 3,524 0,4828
3,524 0,4826
Na tabela 13 apresentam-se os resultados de módulo de elasticidade
dinâmico para as argamassas.
Tabela 13 – Resultados de módulo de elasticidade dinâmico
Formulação Densidade (Kg/m³) Módulo de elasticidade (MPa) Módulo de elasticidade (GPa)
9 1953,125 21854,3 21,85
13 1875 21555,24 21,55
15 1875 20920,68 20,92
A argamassa autonivelante comercializada pela empresa francesa WEBER
mostra o valor de módulo de elasticidade dinâmico de 15 GPa
(http://www.weber.com.pt, 2012). Fazendo-se um comparativo com este valor, as
três formulações estudadas no presente trabalho apresentaram valores mais
elevados revelando assim uma maior rigidez.
Concretos comercializados pela Votorantim/Engemix com função de piso
submetido a elevados carregamentos têm módulo de elasticidade dinâmico de 26 a
30 GPa dependendo da resistência, fck 30 MPa a 40 MPa respectivamente
(www.engemix.com.br, 2012). Comparando com estes valores, acredita-se que os
valores encontrados para as argamassas estudadas, que têm função de contrapiso,
estão adequados.
76
4.6 RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA NA INTERFACE ARGAMASSA
AUTONIVELANTE/ARGAMASSA COLANTE
A tabela 14 apresenta os resultados de resistência de aderência na interface
argamassa autonivelante/argamassa colante para as formulações estudadas.
Tabela 14 – Resultados do ensaio de resistência de aderência na interface argamassa autonivelante/argamassa colante
Formulação Resistência de aderência (Mpa) Superfície de ruptura
9 0,4 arg. colante
13 0,1 arg. autonivelante/arg. colante
15 0,2 arg. colante/placa e arg. autonivelante
A maior resistência de aderência foi com a superfície da argamassa 9 que
apresentou o menor teor de aditivos. Por outro lado, a menor resistência de
aderência foi com a superfície da argamassa 13 que apresentou superfície
esbranquiçada possivelmente por causa da eflorescência como pode ser observado
na figura 56, este fator pode ter contribuído para a menor aderência superficial que
esta formulação apresentou. A concentração de carbonato de cálcio na superfície
pode ter prejudicado esta aderência. A eflorescência dever ter sido provocada pela
porosidade da argamassa, mas esta não foi avaliada. Outra possível causa do
aparecimento dessa superfície esbranquiçada pode ter sido a ocorrência de
segregação da mistura, deixando o material grosso ao fundo e ocasionando
exsudação da água para superfície.
77
Figura 56 – Eflorescência na superfície da argamassa 13
Fonte: os autores
4.7 RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA NA INTERFACE BASE DE
CONCRETO/ARGAMASSA AUTONIVELANTE
A tabela 15apresenta os resultados de resistência de aderência na interface
base de concreto/argamassa autonivelante para as formulações 9, 13 e 15.
Tabela 15 – Resultados do ensaio de resistência de aderência na interface base de concreto/argamassa autonivelante
Formulação Resistência de aderência (Mpa) Superfície de ruptura
9 0,54 substrato/argamassa
13 1,56 substrato
15 0,17 substrato/argamassa
A maior e a menor resistência de aderência foram observadas na argamassa
13 e na argamassa 15 respectivamente, possivelmente o alto teor de sílica presente
na formulação 15 foi o responsável por esta diferença.
Para a argamassa autonivelante da empresa WEBER o valor dessa
aderência foi de 2 MPa (www.weber.com.pt, 2012), fazendo-se uma comparação a
este valor, considera-se que a argamassa 13 seria a mais adequada no que se
refere à aderência profunda para aplicação em contrapiso.
78
No gráfico 5 podem ser visualizados os valores para resistência de aderência
tanto na interface argamassa autonivelante/argamassa colante quanto na interface
base de concreto/argamassa autonivelante para cada formulação de argamassa.
Gráfico 5 – Resistências de aderência
4.8 RESISTÊNCIA AO IMPACTO
Os resultados de resistência ao impacto determinado para avaliar as
argamassas foram semelhantes conforme Tabela 16, o que implica em dizer que as
três argamassas apresentam o mesmo desempenho ao impacto.
Tabela 16– Resultados do ensaio de impacto
Formulação Energia de impacto (J) Altura de impacto (m)
9 2 0,23
13 2 0,25
15 2 0,28
Como o ensaio foi adaptado da norma para corpo rígido que se refere a
placas de rocha, pode-se apenas mencionar como parâmetro de comparação para a
resistência ao impacto, os resultados encontrados para a argamassa autonivelante
citada em (WEBER SAINT GOBAIN, SBTA 2011).
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
9 13 15
argamassaautonivelante/argamassa colante
base deconcreto/argamassaautonivelante
79
Estas placasforam ensaiadas em relação a este parâmetro de acordo com a
norma britânica BS 8204:1987, o ensaio consistiu na queda de um corpo de 4 kg em
uma altura de 1 m e a placa não rompeu. Desta forma pode-se dizer que esta
argamassa comercial apresentou desempenho melhor em relação ao impacto.
4.9 RESISTÊNCIA À ABRASÃO
A tabela 17 apresenta os resultados do ensaio de abrasão para as
argamassas estudadas neste trabalho.
Tabela 17 – Resultados do ensaio de abrasão
Formulação Desgaste -500 m (mm) Desgaste -1000 m (mm)
9 2,85 6,06
13 3,33 6,84
15 2,46 5,63
A argamassa 15 com teor maior de sílica apresentou maior resistência à
abrasão, muito provavelmente devido ao refinamento de poros, ou seja, redução de
porosidade devido ao alto teor de sílica desta mistura.
80
5 COMPARATIVO DE CUSTOS
Para obter um custo estimado da aplicação da argamassa autonivelante
realizou-se uma pesquisa de mercado para cada componente da formulação,
mantendo-se as marcas dos produtos utilizados no desenvolvimento deste trabalho,
os quais podem ser observados na tabela 18:
Tabela 18 – Custo por Kg dos componentes da Argamassa Autonivelante
Material R$/Kg
Cimento 0,33
Areia 0,7
Sílica Ativa 2,13
SP 6,5
VMA 3,5
A tabela 19 demonstra a relação de custos por metro quadrado das três
argamassas estudadas, na qual se pode observar que a formulação 9 apresenta
uma pequena vantagem em relação as demais.
Tabela 19 – Custo por metro quadrado das formulações estudadas
Formulação Cimento (kg) Areia (kg) Silica Ativa (kg) SP (kg) VMA (kg) R$/m²
9 7,14 8,925 0,357 0,0285 0,0549 9,74
13 6,49 10,06 0,324 0,0584 0,061 10,47
15 5,21 9,77 1,302 0,047 0,049 11,81
81
6 APLICAÇÃO EM CAMPO
Foram realizadas aplicações em campo com dois traços da argamassa
autonivelante que apresentaram melhores resultados visuais e em ensaios
laboratoriais tanto no estado fresco como no endurecido. Estas experiências foram
realizadas em duas datas distintas no Edifício Self Condomínio Club da Baucon
Empreendimentos e Construções (Baú Construtora), localizado na Alameda Augusto
Stellfeld, 1050, no bairro Bigorrilho.
A primeira aplicação ocorreu no dia 29 de setembro de 2012 e foram
empregados materiais alternativos uma vez que na obra não havia todos os
materiais utilizados na pesquisa, neste caso, o cimento CP VI ARI foi da marca
Votorantim e a sílica ativa foi do tipo casca de arroz. Os materiais foram misturados
em betoneira (Figura 57) nas mesmas proporções que foram estudadas neste
trabalho.
Figura 57 – Argamassa com sílica ativa de casca de arroz sendo retirada da betoneira Fonte: os autores
Foram feitas as formulações 9 e 15 desenvolvidas no trabalho e ambas
foram aplicadas em 2 áreas distintas de aproximadamente 10m² cada com
espessura média de 6 mm.
Possivelmente devido ao uso de uma sílica não estudada pela equipe foi
possível verificar a presença de pelotas de materiais secos não misturados à
argamassa que chegavam a cerca de 3cmde diâmetro, o que acarretou em uma
mistura não homogênea conforme Figura 58. Foi observada também uma coloração
82
escura na argamassa diferente da que foi obtida com a sílica ativa utilizada na
pesquisa, provavelmente devido ao seu maior teor de carbono.
Figura 58 – Pelotas formadas durante o procedimento de mistura da argamassa com sílica de casca de arroz na betoneira
Fonte: os autores
Não foi utilizada bomba para aplicação da argamassa pelo fato de a área ser
de pequena dimensão. Apesar de a argamassa ser autonivelante, neste caso o
espalhamento foi manual sendo necessário o auxílio de um rodo (Figura 59) uma
vez que já havia iniciado o processo de pega devido ao tempo de transporte da
argamassa até o local de aplicação que aconteceu cerca de 10 a 15 minutos após a
retirada do material do misturador por isso a argamassa já apresentava mudança
perceptível e prejudicial da trabalhabilidade.
Figura 59 – Espalhamento da argamassa com sílica ativa de casca de arroz Fonte: os autores
83
Após a aplicação foi constatada ainda a presença de bolhas de ar se
formando na argamassa, como é possível observar na Figura 60.
Figura 60–Bolhas de ar formadas próximas à parede observadas após a aplicação da argamassa com sílica casca de arroz
Fonte: os autores
A Figura 61 mostra o acabamento piso já endurecido.
Figura 61 – Piso autonivelante Fonte: os autores
Foi indicado processo de cura úmida no piso executado para evitar retração
uma vez que neste trabalho não foram realizados estudos para verificação deste
parâmetro. Este processo foi realizado conforme solicitado e possivelmente devido a
isto não ocorreu fissuração nas primeiras idades porém após alguns dias verificou-
se a existência de fissuras ocasionadas pelo processo de retração conforme Figura
62.
84
Figura 62 – fissuras no piso endurecido Fonte: os autores
Após 28 dias a construtora solicitou o ensaio de arrancamento em campo
para o piso executado.
Em uma segunda tentativa na semana seguinte a equipe produziu, desta vez
com a sílica estudada, a formulação 9 para aplicação em uma área de mesma
proporção das anteriores. A argamassa misturada novamente na betoneira
apresentou desta vez homogeneidade e fluidez no estado fresco como pode ser
visto na figura 63, porém devido ao grande atraso de mais de 15 minutos para
transportar a massa pronta ao pavimento onde seria aplicada, a argamassa já não
oferecia mais a trabalhabilidade necessária para a aplicação e não foi possível
concluir a execução do piso.
Figura 63 – Fluidez apresentada logo após a mistura da argamassa produzida com a sílica ativa estudada
Fonte: os autores
85
7 CONCLUSÃO
O objetivo do presente trabalho foi analisar algumas formulações de
argamassa autonivelante para contrapiso em relação às suas propriedades no
estado fresco e no estado endurecido. Com os resultados obtidos nos ensaios
realizados pode-se chegar às seguintes conclusões:
Em relação ao ensaio de Kantro observou-se que a redução de 56% de
SP e de 18% de VMA determinou argamassas com fluidez
praticamente iguais. A fluidez se alterou um pouco por conta do
aumento (5 vezes) de teor de sílica em uma das argamassas, mas o
impacto na fluidez foi pequeno, tendo-se em vista a quantidade
expressiva de sílica inclusive para teor de água semelhante na mistura;
A redução do teor de aditivos e de água em relação aos materiais secos
muito provavelmente contribuiu para o aumento do teor de ar
incorporado das misturas;
A retenção de água provavelmente é regida pelo teor de aditivos já que
a redução destes acarretou na redução da retenção de água;
O aumento da sílica ocasionou a redução na resistência à tração na
flexão, mas não influenciou à resistência à compressão uma vez que
foram obtidos resultados semelhantes;
Para as argamassas estudadas pode-se observar que o maior teor de
aditivos pode ter contribuído para que se obtivesse uma maior
aderência superficial, já a maior dosagem de sílica possivelmente
conduziu a um valor menor de aderência superficial;
Pode-se observar que a resistência à abrasão provavelmente foi
influenciada pela quantidade de sílica visto que a maior quantidade
deste material acarretou a maior resistência ao desgaste;
Na aplicação em campo verificou-se que este tipo de argamassa
necessita de retardadores de pega uma vez que o início da pega é
rápido. Com relação à argamassa já no estado endurecido observou-se
que mesmo com processo de cura houve fissuração.
86
8 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Os seguintes assuntos são passíveis de serem estudos de forma a dar
continuidade a este estudo:
Avaliação de outras formulações de argamassa utilizando o método
do cone de Kantro;
Verificação do comportamento das mesmas formulações de argamassa
utilizando aditivos de outros fabricantes;
Avaliação do impacto de outros tipos de areia nos desempenhos da
argamassa autonivelante;
Busca pela modelagem do comportamento de pastas e das
argamassas, utilizando como ponto da pesquisa ambos os métodos
propostos para a avaliação do estado fresco: Cone Espanhol para
pasta e Cone de Kantro para argamassa;
Estudo da retração das argamassas autonivelantes e propostas de
soluções para este problema;
Estudo e análise de possíveis manifestações patológicas.
87
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____ NBR 13528 – Revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas - Determinação da resistência de aderência à tração– Método de Ensaio, Rio de Janeiro, ABNT, 2010.
____ NBR 15258 – Argamassa para revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência potencial de aderência à tração– Método de Ensaio, Rio de Janeiro, ABNT, 2005. ____ NBR 15630 – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação do módulo de elasticidade dinâmico através da propagação de onda ultra-sônica– Método de Ensaio, Rio de Janeiro, ABNT, 2009. ____ NBR 15845 – Rochas para revestimento – Métodos de Ensaio, Rio de Janeiro, ABNT, 2010. ARAUJO, G. A. B. C.; Contribuição ao Estudo das propriedades de argamassas com saibro na região de Maceió (AL) para revestimentos. 124p. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1995. ARAUJO, R. C. L.; RODRIGUES, E. H. V.; FREITAS, E. G. A. Materiais de construção. 203p. Rio de Janeiro, Editora Universidade Rural, 2000..
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90
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92
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93
ANEXOS
94
ANEXO 1– RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA SUPERFICIAL PARA A ARGAMASSA 9
3. Coleta de dados
nºa1
(mm)
a2
(mm)
Rup.
da
Placa
(P)
Sub.
(S)
Sub/Arg
(S/A)
Arg.
(A)
Arg/Placa
(A/P)
Falha
colagem
(F)
1 50 50 0,31 0,07 18,10 X
2 50 50 0,25 0,13 34,07 X
3 50 50 0,39 0,01 3,26 X
4 50 50 0,27 0,11 28,64 X
5 50 50 0,60 0,22 58,41 X
6 50 50 0,43 0,06 14,85 X
7 50 50 0,46 0,08 20,57 X
8 50 50 0,35 0,02 6,05 X
9 50 50 0,41 0,03 8,52 X
10 50 50 0,31 0,07 18,75 X
11
12
0,4 MPa
03 - Para média inferior a 0,30 MPa, descartar os resultados que se distanciarem da média mais que 0,06Mpa.
Tensão média:
01 - Desconsiderar da tensão média os resultados obtidos com rupturas dos tipos (S, P, F) e identificar com (*);
02 - Para médias iguais e superiores a 0,30 MPa, descartar todos os resultados que distanciarem mais de 20%
da média;
4. Requisitos normativos:
2500
2500
04 - A média deve representar pelo menos cinco resultados individuais, caso contrário deve ser considerado não conclusivo.
2500
1495,8
Forma de ruptura
2500
2500
2500
Tensão ft
(Mpa)
Corpo de prova
Área (mm²)
NBR 14084:2004
Data 18.10.2012Registro: 1.0681.12
1138,5
887,1
1024,7
767,2
2500
2500
2500
1084,5
Dispersão
em
relação à
média
(MPa)
Dispersão
em
relação à
média
(%)
773,3
622,6
975,0
673,8
Força de
ruptura
(N)
2500
95
ANEXO 2 - RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA SUPERFICIAL PARA A
ARGAMASSA 13
3. Coleta de dados
nºa1
(mm)
a2
(mm)
Rup.
da
Placa
(P)
Sub.
(S)
Sub/Arg
(S/A)
Arg.
(A)
Arg/Placa
(A/P)
Falha
colagem
(F)
1 50 50 0,09 0,04 29,62 X
2 50 50 0,17 0,03 25,69 X
3 50 50 0,08 0,05 37,93 X
4 50 50 0,07 0,06 45,15 X
5 50 50 0,19 0,06 41,17 X
6 50 50 0,19 0,06 43,64 X
7 50 50 0,09 0,05 33,85 X
8 50 50 0,12 0,02 12,08 X
9 50 50 0,20 0,06 45,55 X
10 50 50 0,14 0,00 2,59 X
11
12
0,1 MPa
03 - Para média inferior a 0,30 MPa, descartar os resultados que se distanciarem da média mais que 0,06Mpa.
Tensão média:
01 - Desconsiderar da tensão média os resultados obtidos com rupturas dos tipos (S, P, F) e identificar com (*);
02 - Para médias iguais e superiores a 0,30 MPa, descartar todos os resultados que distanciarem mais de 20%
da média;
4. Requisitos normativos:
2500
2500
04 - A média deve representar pelo menos cinco resultados individuais, caso contrário deve ser considerado não conclusivo.
2500
473,7
Forma de ruptura
2500
2500
2500
Tensão ft
(Mpa)
Corpo de prova
Área (mm²)
NBR 14084:2004
Data 18.10.2012Registro: 1.0682.12
221,9
295,0
488,4
344,2
2500
2500
2500
482,0
Dispersão
em
relação à
média
(MPa)
Dispersão
em
relação à
média
(%)
236,1
421,7
208,3
184,0
Força de
ruptura
(N)
2500
96
ANEXO 3 - RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA SUPERFICIAL PARA A
ARGAMASSA 15
3. Coleta de dados
nºa1
(mm)
a2
(mm)
Rup.
da
Placa
(P)
Sub.
(S)
Sub/Arg
(S/A)
Arg.
(A)
Arg/Placa
(A/P)
Falha
colagem
(F)
1 50 50 0,20 0,04 21,58 X
2 50 50 0,19 0,02 11,26 X
3 50 50 0,22 0,05 29,13 X
4 50 50 0,12 0,04 26,51 X
5 50 50 0,16 0,01 5,62 X
6 50 50 0,08 0,08 49,95 X
7 50 50 0,15 0,02 12,09 X
8 50 50 0,22 0,05 32,20 X
9
10
11
12
0,2 MPa
03 - Para média inferior a 0,30 MPa, descartar os resultados que se distanciarem da média mais que 0,06Mpa.
Tensão média:
01 - Desconsiderar da tensão média os resultados obtidos com rupturas dos tipos (S, P, F) e identificar com (*);
02 - Para médias iguais e superiores a 0,30 MPa, descartar todos os resultados que distanciarem mais de 20%
da média;
4. Requisitos normativos:
2500
2500
04 - A média deve representar pelo menos cinco resultados individuais, caso contrário deve ser considerado não conclusivo.
2500
394,0
Forma de ruptura
2500
2500
2500
Tensão ft
(Mpa)
Corpo de prova
Área (mm²)
NBR 14084:2004
Data 18.10.2012Registro: 1.0683.12
367,0
551,9
2500
2500
209,0
Dispersão
em
relação à
média
(MPa)
Dispersão
em
relação à
média
(%)
507,6
464,5
539,1
306,8
Força de
ruptura
(N)
97
ANEXO 4 - RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA PARA A
ARGAMASSA 9
Registro:
3. Coleta de dados
nºd1
(mm)
d2
(mm)
dm
(mm)
Área
(mm²)
(A i)
S. S/A. Arg. A. F.
1 44,5 44,7 44,6 1562 1250 48 x
2 43,6 43,7 43,7 1496 660 18 x
3 42,2 43,5 42,9 1442 481 38 x
4 43,5 43,4 43,5 1483 678 15 x
5 41,5 41,3 41,4 1346 1242 71 x
6 42,3 42,2 42,3 1402 726 4 x
7 43,4 43,5 43,5 1483 448 44 x
8
9
10
11
12
0,92
Corpo de prova
0,44
0,33
0,46
1.0684.12 26/10/2012
Espessura (mm) é a espessura do revestimento
Legenda
0,54
OBS: Caso os resultados individuais afastem-se mais de 30% da média, devem ser descartados (*) e realizada
nova média. O ensaio deve ser refeito caso não haja o mínimo de cinco valores validos.
Forma de ruptura (%)Carga
de
ruptura
(N) (Pi)
Data
0,52
0,30
a) Quando mais da metade dos resultados
apresentarem ruptura no substrato, o resultado não é
considerado como aderência da argamassa -
correspondem à aderência do substrato;S - Ruptura no substrato;
Média (MPa)
b) No caso de rupturas próximas às interfaces, verificar
cuidadosamente a presença de argamassa na interface
adjacente, pois em geral, a ruptura ocorre na camada
superficial da argamassa, o que caracteriza ruptura do
tipo A;
dm é o diâmetro médio do corpo de prova;
S/A - Ruotura na interface substrato/argamassa;
A - Ruptura na argamassa;
F - Falha na colagem da peça metálica.
d1 e d2 são os diâmetros do corpo de prova (após ruptura);
c) No caso de ruptura dentro da camada de argamassa,
deve ser indicada a presença de vazios ou outras falhas
de aplicação.Velocidade de carregamento 250± 50 N/s
Dispersão
em relação
à média
(%)
Tensão Ri
(Mpa)
0,80
Requisitos da NBR 15258:2005
98
ANEXO 5 - RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA PARA A
ARGAMASSA 13
3. Coleta de dados
nºd1
(mm)
d2
(mm)
dm
(mm)
Área
(mm²)
(A i)
S. S/A. Arg. A. F.
1 48,0 48,0 48,0 1810 2975 5 X
2 48,1 48,0 48,1 1813 2992 6 X
3 48,1 48,1 48,1 1817 3050 7 X
4 48,1 48,1 48,1 1817 2886 2 X
5 48,1 48,1 48,1 1817 2737 4 X
6 48,0 48,0 48,0 1810 2842 0 X
7 48,0 48,1 48,1 1813 3091 9 X
8 48,0 48,1 48,1 1813 2487 12 X
9 48,0 48,0 48,0 1810 2992 6 X
10 48,0 48,1 48,1 1813 2299 19 X
c) No caso de ruptura dentro da camada de argamassa,
deve ser indicada a presença de vazios ou outras falhas
de aplicação.Velocidade de carregamento 250± 50 N/s
Dispersão
em relação
à média
(%)
Tensão Ri
(Mpa)
1,64
Requisitos da NBR 15258:2005
a) Quando mais da metade dos resultados
apresentarem ruptura no substrato, o resultado não é
considerado como aderência da argamassa -
correspondem à aderência do substrato;S - Ruptura no substrato;
Média (MPa)
b) No caso de rupturas próximas às interfaces, verificar
cuidadosamente a presença de argamassa na interface
adjacente, pois em geral, a ruptura ocorre na camada
superficial da argamassa, o que caracteriza ruptura do
tipo A;
dm é o diâmetro médio do corpo de prova;
S/A - Ruotura na interface substrato/argamassa;
A - Ruptura na argamassa;
F - Falha na colagem da peça metálica.
d1 e d2 são os diâmetros do corpo de prova (após ruptura);
1,27
1,57
1,70
1,37
1,65
Espessura (mm) é a espessura do revestimento
Legenda
1,56
OBS: Caso os resultados individuais afastem-se mais de 30% da média, devem ser descartados (*) e realizada
nova média. O ensaio deve ser refeito caso não haja o mínimo de cinco valores validos.
Forma de ruptura (%)Carga
de
ruptura
(N) (Pi)
1,51
Corpo de prova
1,65
1,68
1,59
99
ANEXO 6 – RESULTADO DO ENSAIO DE ADERÊNCIA PROFUNDA PARA A
ARGAMASSA 15
3. Coleta de dados
nºd1
(mm)
d2
(mm)
dm
(mm)
Área
(mm²)
(A i)
S. S/A. Arg. A. F.
1 48,1 48,1 48,1 1817 230 27 X
2 48,0 48,0 48,0 1810 567 80 X
3 47,9 48,0 48,0 1806 313 1 X
4 48,1 48,0 48,1 1813 372 18 X
5 48,0 48,0 48,0 1810 240 24 X
6 48,0 48,0 48,0 1810 174 45 X
c) No caso de ruptura dentro da camada de argamassa,
deve ser indicada a presença de vazios ou outras falhas
de aplicação.Velocidade de carregamento 250± 50 N/s
Dispersão
em relação
à média
(%)
Tensão Ri
(Mpa)
0,13
Requisitos da NBR 15258:2005
a) Quando mais da metade dos resultados
apresentarem ruptura no substrato, o resultado não é
considerado como aderência da argamassa -
correspondem à aderência do substrato;S - Ruptura no substrato;
Média (MPa)
b) No caso de rupturas próximas às interfaces, verificar
cuidadosamente a presença de argamassa na interface
adjacente, pois em geral, a ruptura ocorre na camada
superficial da argamassa, o que caracteriza ruptura do
tipo A;
dm é o diâmetro médio do corpo de prova;
S/A - Ruotura na interface substrato/argamassa;
A - Ruptura na argamassa;
F - Falha na colagem da peça metálica.
d1 e d2 são os diâmetros do corpo de prova (após ruptura);
0,10
Espessura (mm) é a espessura do revestimento
Legenda
0,17
OBS: Caso os resultados individuais afastem-se mais de 30% da média, devem ser descartados (*) e realizada
nova média. O ensaio deve ser refeito caso não haja o mínimo de cinco valores validos.
Forma de ruptura (%)Carga
de
ruptura
(N) (Pi)
0,13
Corpo de prova
0,31
0,17
0,21
100
ANEXO 7 – RESULTADO DO ENSAIO DE IMPACTO PARA A ARGAMASSA 9
Tipo Litológico: Data: 10/09/2012 0,891
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
200,0 199,2 25,0
200,1 198,9 24,7
199,9 198,7 24,4
200,0 198,9 24,7
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
198,6 200,2 25,0
198,4 199,8 26,1
198,5 199,9 26,4
198,5 200,0 25,8
2
0,31
15,7
-
2
2
ROCHAS PARA REVESTIMENTO - DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
AO IMPACTO DE CORPO DURO NBR 15845/10
Média
Média
1.0613.12
Altura de ruptura
(m)
1
Média (m) 0,23
0,20
Altura de ruptura
(m)
0,25
Desvio padrão
Coeficiente de variação (%)
0,04
15,7
Massa esfera (kg)
1.0613.12 2
L A B O R A T Ó R IO D E
M A T E R IA IS E E S T R U T U R A S
101
ANEXO 8 – RESULTADO DO ENSAIO DE IMPACTO PARA A ARGAMASSA 13
Tipo Litológico: Data: 10/09/2012 0,891
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
199,1 200,0 24,5
199,2 200,0 24,0
198,9 200,0 23,0
199,1 200,0 23,8
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
200,0 200,0 23,3
200,0 200,0 23,3
199,9 199,8 22,4
200,0 199,9 23,0
2
0,00
0,0
Desvio padrão
Coeficiente de variação (%)
0,00
0,0
Massa esfera (kg)
1.0614.12 2
1.0614.12
Altura de ruptura
(m)
1
Média (m) 0,25
0,25
Altura de ruptura
(m)
2
2
ROCHAS PARA REVESTIMENTO - DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
AO IMPACTO DE CORPO DURO NBR 15845/10
0,25
-
Média
Média
L A B O R A T Ó R IO D E
M A T E R IA IS E E S T R U T U R A S
102
ANEXO 9 – RESULTADO DO ENSAIO DE IMPACTO PARA A ARGAMASSA 15
Tipo Litológico: Data: 12/09/2012 0,891
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
199,5 200,0 26,7
199,9 199,6 26,8
199,9 199,9 26,9
199,8 199,8 26,8
Amostra CPLargura
(mm)
Comprimento
(mm)
Espessura
(mm)
Energia de ruptura
(J)
199,8 198,4 27,7
200,0 198,3 27,6
200,1 198,6 27,6
200,0 198,4 27,6
2
0,31
12,9
Desvio padrão
Coeficiente de variação (%)
0,04
12,9
Massa esfera (kg)
1.0624.12 2
1.0624.12
Altura de ruptura
(m)
1
Média (m) 0,28
0,30
Altura de ruptura
(m)
3
2
ROCHAS PARA REVESTIMENTO - DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
AO IMPACTO DE CORPO DURO NBR 15845/10
0,25
-
Média
Média
L A B O R A T Ó R IO D E
M A T E R IA IS E E S T R U T U R A S
103
ANEXO 10 – RESULTADO ABRASÃO
104
ANEXO 11 – RESULTADO DO ENSAIO DE ADERENCIA REALIZADO EM CAMPO