ARTIGO TÉCNICO AT 20 - INVESTIGAÇÃO EM OBRA: REQUISITOS DAS ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO

Apresentamos estudo de avaliação de requisitos das argamassas em avaliação de aplicações em obras.
Essa contribuição se destina a alertar sobre a necessidade de melhor entender as características projetuais e de execução dos revestimentos em argamassas.
Boa leitura,
Prof. E. Bauer (mat and mat)

REQUISITOS E DESEMPENHO DE ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO

ELTON BAUER ⁽*⁾,CLAUDIO PEREIRA FEITOSA ⁽*⁾,HALLEY RODRIGUES FILHO ⁽**⁾,PHELIPE OLIVEIRA DE ALMEIDA⁽***⁾

⁽*⁾  Universidade de Brasília – Depto. Engenharia Civil e Ambiental – PECC

⁽**⁾ Universidade de Brasília – PECC (mestrando).

⁽***⁾ IESPLAN (graduando)

Revisão e adequação: pesquisadora Yulena Monteiro (mat and mat)

Encaminhado por: Elton Bauer

 INTRODUÇÃO/ JUSTIFICATIVA/OBJETIVOS

Os sistemas de revestimento em geral possuem características particulares e diferenciadas, tanto em relação a sua composição e processo executivo, como também em relação a suas demandas e funções. É interessante observar a extrema solicitação a que os revestimentos são submetidos por:

• Estarem submetidos a intensas solicitações atmosféricas (insolação, chuvas, choque térmico, etc.);

• Estarem submetidos a solicitações de uso (abrasão, impacto, lavagem, etc.).

• Em relação as questões de estética e funcionalidade devem manter-se íntegros, unidos à base, sem desagregação ou fissuração, durante a sua vida útil.

• Comporem-se de materiais diferentes e distintos fisicamente, tanto em relação à base, como entre si (base cimentícea, base orgânica, etc.).

Seguramente pode-se afirmar que atualmente os sistemas de revestimento constituem-se em um “gargalo tecnológico”, uma vez que existe grande diversidade de opções quanto às tipologias dos sistemas a utilizar, e mesmo dentro de determinado sistema (por exemplo: revestimento em argamassa de fachadas). Existem também diferenciações muito fortes no desempenho final em função tanto dos materiais (argamassas mistas preparadas em obra, argamassas industrializadas, argamassas estabilizadas, argamassas projetadas) como também no processo de produção dos revestimentos. 

Salienta-se o fato de que significativos avanços têm ocorrido na compreensão dos materiais e sistemas, mas ainda têm-se muitas lacunas de conhecimento e aplicação técnica. De outra parte, é notória a grande ocorrência de patologias, muitas vezes de diagnóstico difícil, principalmente pelo grande número de variáveis envolvidas e pelo sinergismo entre os processos (Bauer(1) et al., 2011). 

Como consequência, continua-se aplicando-se processos equivocados com custos vultosos, tanto  nos procedimentos de reparo decorrentes,  como também no custo de imagem das empresas construtoras, dentre vários outros.

O projeto de especificação de fachada, embora ainda de caráter mais subjetivo do especialista que a elabora do que embasado em definições técnicas, tem permitido ao menos dar importância a definições básicas fundamentais quanto a materiais e técnicas. Do ponto e vista do controle de qualidade as condições são muito mais críticas, com uma carência muito intensa de padrões e rotinas capazes de indicar um bom ou mau desempenho nos processos e produtos.

Do ponto de vista de avaliação experimental das argamassas, é notória a contribuição que a Norma Brasileira NBR 13281 (Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – requisitos) trouxe no sentido de fornecer padronizações elementares. Essa norma capitaneia um conjunto de outras normas de método de ensaio, adaptados da normalização internacional, os quais permitem uma classificação das argamassas em parâmetros mecânicos, físicos e de propriedades no estado fresco. Um dos objetivos dessa classificação é o de que o projetista de fachada não especifique mais a argamassa pelo traço, mas sim especifique classes de requisitos que essa argamassa deva atender. Dessa forma podem-se referendar requisitos (propriedades) como retenção de água, coeficiente de capilaridade, resistência à tração, dentre outras demais, e não somente especificar uma aderência superior a 0,30 MPa. Nesse processo o projetista diminui seu grau de subjetividade passando a ter de especificar em cima de propriedades, sendo que cabe ao laboratório a dosagem e avaliação das argamassas para atender às classes de propriedades definidas.

Os critérios estabelecidos na Norma Brasileira NBR 13281 são listados nas Tabelas 1 a 7.

Em relação aos critérios de avaliação, são clássicos alguns parâmetros de avaliação das normas internacionais para argamassas de revestimento de fachada. Fazendo uma comparação com base nos requisitos e conforme o CSTB (1990)⁽²⁾, devem ser considerados os seguintes critérios para:

•    Resistência à tração por flexão: para revestimentos cerâmicos colados, o      emboço deve ser classificado como R4 ou superior, e para revestimentos            sujeitos a choques deve ser R3 ou superior;

•    Coeficiente de capilaridade: em paredes expostas à chuva a classe deve       ser inferior a C2, e nas demais situações, inferior a C3.

•    Retenção de água: para clima e tempo quente e seco, considera-se     necessário ser superior a U5. Em termos gerais deve no mínimo ser igual        a U3.

Em relação a resistência à fissuração, Silva (2011)⁽³⁾ e Veiga(1998)⁽⁴⁾ comentam o parâmetro dutilidade. A dutilidade é obtida dividindo-se a resistência à tração (na flexão) pela resistência à compressão. Quanto mais próxima de 1, melhor seria a resistência à fissuração da argamassa.

Quanto aos critérios de consistência, embora fora da classificação de requisitos, a consistência avaliada pela penetração de cone foi empregada neste estudo. Considera-se uma faixa ótima, a penetração entre 50 e 65 mm conforme convergem as pesquisas de Bauer et al. (2007)⁽⁵⁾  e Cascudo e Carasek (2006)^(6).

MATERIAIS/MÉTODOS/DESENVOLVIMENTO

A proposição de amostragem foi a de avaliar diferentes condições de uso das argamassas de revestimento, em obras distintas. A rotina de amostragem envolve:

•         Caracterização da produção/aplicação da argamassa;

•         Identificação básica de materiais e fornecedores;

•         Identificação dos traços e quantitativos;

•         Coleta de materiais para reprodução dos traços em laboratório (quando possível).

Em relação às avaliações foram consideradas 2 situações básicas de estudo a saber:

•           CONDIÇÃO A: Avaliação das argamassas nas condições de produção em obra – onde se avaliaram os parâmetros no canteiro (ar incorporado e penetração de cone), e posteriormente encaminhou-se a amostra de argamassa para as avaliações em laboratório;

•           CONDIÇÃO B: Avaliação das argamassas em laboratório – onde as argamassas eram reproduzidas totalmente em laboratório com os mesmos materiais e traços da obra.

O procedimento de ensaio e coleta das amostras seguiu as seguintes etapas:

I.          Identificação da forma de produção em canteiro

II.         Avaliação e ensaios em canteiro

a. Aferição dos quantitativos (em volume aparente) do traço em produção;

b.Coleta e identificação dos materiais (cimento, aditivos e agregados);

c.Ensaios de penetração de cone;

d.Ensaio de ar incorporado;

e. Coleta da argamassa e envio imediato ao LEM/UnB para continuação dos        ensaios de laboratório

f.Remessa dos materiais para reprodução dos traços em laboratório.

Foram efetuadas avaliações da consistência da argamassa e do teor de ar incorporado no momento da produção da mesma. Em sequência, quando do recebimento da amostra de argamassa no LEM (Laboratório de Ensaio de Materiais - UnB) esses ensaios eram repetidos e registrados. Deve-se mencionar que o tempo entre a produção (em obra) e a moldagem em laboratório era de aproximadamente 40 minutos. Em laboratório procederam-se os ensaios no estado fresco conforme listado abaixo:

•           Penetração de cone – (ASTM C780: 1996);

•           Mesa de consistência -(ABNT NBR-13276:2005);

•           Densidade massa no estado fresco – (ABNT NBR 13278:2005);

•           Retenção de água - (ABNT NBR-13277:2005);

•           Teor de ar incorporado (Pressométrico) - (ABNT NM-47:1995).

Além desses ensaios se procedia a moldagem dos corpos-de-prova para avaliação no estado endurecido. Esses ensaios forma efetuados aos 28 dias, sendo os mesmos listados a seguir:

•           Resistência a tração na flexão - (ABNT NBR-13279:2005);

•           Resistência a compressão  - (ABNT NBR-13279:2005);

•           Resistência potencial de aderência à tração (ABNT NBR-15258:2005);

•           Capilaridade - (ABNT NBR-15259:2005);

•           Densidade massa estado endurecido- (ABNT NBR-13280:2005).

A figura 1 apresenta resumidamente os ensaios aplicados na rotina experimental.

As amostras analisadas receberam uma identificação sequencial, conforme detalha a tabela 8 a seguir.

O teor de aditivo plastificante incorporador de ar em todos os casos foi de 0,4% da massa de cimento. Esse aditivo foi usado em substituição a cal em grande parte das argamassas coletadas em obra.

Em relação ao cimento empregado, observou-se diferentes procedências quanto a fabricantes, sendo que todos incluem-se na classe CP II-32. Já em relação à cal, na amostra analisada as obras utilizam a cal CH III.

Quanto as areias utilizadas nas argamassas, identificou-se 3 tipologias identificadas como: areia média de rio (AM), areia fina de rio (AF) e areia de jazida caracterizada como areia rosa (AR). A Tabela 9 apresenta a distribuição granulométrica das areias que fazem parte dessa amostra de estudo.

RESULTADOS/DISCUSSÃO

Os resultados serão apresentados subdividindo-se em análise no estado fresco e análise das propriedades físico-mecânicas.

Análise das propriedades no estado fresco

A tabela 10 traz os resultados referentes ao estado fresco para as argamassas dosadas em obra.

Em relação às condições de produção das argamassas, para o caso da condição A (amostra coletada em obra), foram efetuados ensaios de penetração de cone e ar incorporado. As avaliações foram feitas quando da produção das argamassas (na saída da betoneira). Observou-se nesse caso um valor de 51 mm como medida da consistência em campo, sendo essa ordem de grandeza a usual nas argamassas em geral (50 a 65 mm).

Para o caso do ar incorporado, observou-se para as argamassas do grupo A (A1) e do grupo E (E1), altos valores, sendo respectivamente 12,0 e 17,0 %. Essas argamassas possuíam aditivo plastificante incorporador em sua dosagem, o que levou aos valores altos observados (associado a um tempo de mistura elevado). O alto ar incorporado foi também a causa das menores densidades de massa no estado fresco das argamassas do grupo (obras) A e E.

Identificou-se também uma pequena redução na penetração de cone entre a condição de coleta em obra e o ensaio posterior feito em laboratório. Justifica-se isso pela perda de água e pelos processos entre os materiais na argamassa ainda plástica. Lembra-se que o tempo entre essas duas medições (obra e laboratório) situou-se em média por volta de 40 minutos.

Quanto ao ar incorporado, houve redução entre a coleta e as medições em laboratório (para a mesma amostra) somente nas argamassas com alto teor de ar (aditivo plastificante incorporador de ar). Nas demais o teor de ar ficou constante.

Nas situações de reprodução das argamassas em laboratório, reproduziu-se fielmente o traço mensurado em obra, não se fazendo nenhum ajuste do teor de água. Observou-se nesse caso uma leve redução no valor da penetração de cone, tendo-se uma média com 48,0 mm.

Na retenção de água observou-se um valor médio de 65 %. Observou-se que nas argamassas mistas dosadas sem o emprego do aditivo plastificante incorporador de ar (obras B, C e D) a retenção de água foi maior, chegando a valores superiores a 70%. Isso é fácil de entender, pelo emprego da cal com função plastificante e de retenção de água. Na amostra de estudo observaram-se valores inclusive inferiores a 60 % o que é uma condição muito crítica tanto para o processo executivo (manutenção da plasticidade), como também em aspectos favoráveis à fissuração e à deficiência de hidratação do cimento. Como referência, cita-se a normativa francesa (2) a qual exige retenção de água superior a 91% (Classe U5 ou superior – Tabela 6) para revestimentos em monocamada em condição de clima seco e quente. Considerando o clima de Brasília (quente e seco por 8 meses do ano), baixos valores da retenção de água constituem-se em favorecimentos à evaporação da água de amassamento e consequente fissuração. Não sendo especificado esse requisito, e também não o controlando, favorece-se enormemente o desenvolvimento de fissurações precoces que diminuem a capacidade de vedação das fachadas, reduzindo a vida útil e permitindo o desenvolvimento de manifestações patológicas.

Análise das propriedades no estado endurecido

A tabela 11 apresenta os valores observados nas argamassas dosadas em obra.

Observando o critério geral de resistência à tração, em termos médios o valor atende à classe R3. Observa-se alguns valores pontuais baixos nas amostras D1, C1, os quais quando foram reproduzidos em laboratório atingiram a faixa mencionada (R3). Agora, quando o critério passa para a situação de revestimento cerâmico (emboço para assentamento cerâmico), as argamassas estudadas que poderiam ser aprovadas, já se restringem exclusivamente à argamassa E (pelo critério do CSTB (2)).

Em termos de coeficiente de dutilidade, os valores observados estão próximos a 0,3 (média). O que se pode concluir é que todas as amostras estão na mesma faixa de dutilidade.

Para a resistência potencial de aderência observou-se um valor médio de 0,19 MPa. As reproduções em laboratório ou deram valor idêntico ou superior ao valor das argamassas coletadas em obra. Ficou evidente que as argamassas A1 e A2 tiveram o pior desempenho, e as argamassas E2 e E3 o melhor. Como a aderência potencial emprega um substrato padrão (placa cimentícea), ainda não se dispõe de relações que a comparem aos substratos usuais (blocos cerâmicos, de concreto). Assim a análise é relativa entre as amostras estudadas.

Em relação á capilaridade a situação observada foi muito crítica. O valor médio de 8,3 é o dobro do limite aceitável pela especificação francesa para uso geral. Todavia as argamassas A1, A2, E2,E3 apresentaram os menores valores para capilaridade, dentro dos limites aceitáveis (coincidentemente essas argamassas possuem aditivo incorporador de ar, o que pode ser uma hipótese para explicar a menor capilaridade). Por outro enfoque, as argamassas B1,B2, C2 e D1 apresentaram coeficientes de capilaridade extremamente elevados (superiores a 10). Uma vez que os valores de capilaridade são muito altos, é fácil entender os problemas observados quanto à fissuração, falhas de vedação (infiltrações) nos edifícios em uso. A não aplicação de critérios de capilaridade quer seja na formulação ou no controle de qualidade traduz-se também por manifestações patológicas graves observadas nos revestimentos conforme observam Bauer et al. (2011)⁽¹⁾ .

CONCLUSÕES/AGRADECIMENTOS

Do estudo efetuado pode-se enumerar as seguintes conclusões principais:

Ø  No comportamento geral as argamassas apresentaram-se deficitárias em vários requisitos avaliados, especificamente a retenção de água, resistência à tração e o coeficiente de capilaridade o que pode ser associado ao grande número de incidência de manifestações patológicas nas fachadas ⁽¹⁾.

Ø  O teor de ar incorporado foi relativamente alto para as argamassas aditivadas, sendo também mediano para as argamassas mistas. O valor médio de 10% é considerado alto para essas argamassas. Uma explicação para isso, além das características de produção (tempo de mistura) pode estar no emprego de cales aditivadas de fábrica, que possuam aditivos em sua formulação;

Ø  Houve coerência nas propriedades no estado endurecido, ou seja, as tendências entre as diversas propriedades avaliadas apresentaram sentidos similares;

Ø  Para o coeficiente de capilaridade, valores superiores a 4,0 são críticos. Os maiores valores observados chegam a 4 vezes esse limite. Sem sombra de dúvida essas argamassas apresentarão muito provavelmente manifestações patológicas se empregadas externamente às fachadas e forem submetidas à umidade.

      

Ø  Existe uma necessidade premente na definição de valores orientativos para os requisitos estudados, bem como da inserção de rotinas de controle de qualidade satisfatórios. A amostra estudada consistiu de um universo de produção de campo onde não se empregavam procedimentos de controle de qualidade para os itens avaliados, o que pode explicar certos comportamentos atípicos relatados. Todavia deve ser ressaltado que existe um grande desconhecimento e um grande desinteresse técnico no ciclo da produção no sentido de se buscar atingir desempenhos mínimos adequados capazes de garantir a durabilidade e o atendimento à vida útil dos sistemas de revestimento.

Os autores agradecem ao Laboratório de Ensaio de Materiais/UnB (LEM), 

REFERÊNCIAS

 (1).BAUER, E.; CASTRO, E.K.; ANTUNES, G.R.; LEAL, F.E. Identification and quantification of failure modes of new buildings façades in Brasília. In: XII DBMC – International Conference on Durability of Buildings Materials and Components. 2011, Porto, Portugal. Anais 12th International Conference on Durability of Buildings Materials and Components: FEUP, 2011.

(2).GROUPE DE COORDINATIONS DES TEXTES TECHNIQUES – Enduits aux mortiers de ciments, de chaux et de mélange plâtre et chaux aérienne. Cahier dês clause techniques. Paris. CSTB, Cahiers Du CSTB,(309), Cahier 2413, mai 1990. Document Technique Unifié (DTU) n. 26.1.

(3).SILVA, N.G. Avaliação da retração e da fissuração em revestimento de argamassa na fase plástica. 2011. 320f. Tese (Doutorado) – PPGEC – UFSC, Florianópolis, 2011.

(4).VEIGA, M.R.S. Comportamento de argamassas de revestimento de paredes. Contribuição para o estudo da sua resistência à fendilhação. 1998. 458f. Tese (Doutorado) – FEUP, Porto(Portugal), 1998.

(5).Bauer, E.; Sousa, J. G.; Guimarães, E. A.; Silva, F. G. Study of the laboratory Vane test on mortars. Building and Environment, v. 42, p. 86-92, 2007.

(6).Cascudo, O.; Carasek, H. Cone penetration test proposal for the production control of mortars in construction-site. e-mat - Revista de Ciência e Tecnologia de Materiais de Construção Civil, v. 3, p. 77-90, 2006.