UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO
NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E
ENGENHARIA DE MATERIAIS
TESE DE DOUTORADO
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO
POLIMENTO DO PORCELANATO
Silvia Becher Breitenbach
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli
Co-Orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do nascimento
Tese n.º 126/PPGCEM
Julho de 2013
Natal - RN
SILVIA BECHER BREITENBACH
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO
POLIMENTO DO PORCELANATO
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação
em Ciência e Engenharia de Materiais - área de
concentração Cerâmica - da Universidade Federal
do Rio Grande do Norte, como pré-requisito para a
obtenção do título de Doutora em Ciência e
Engenharia de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli.
Co-orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do
Nascimento.
Natal
2013
Catalogação da Publicação na Fonte. IFBA/Biblioteca Central Raul Seixas.
B835 Breitenbach, Silvia Becher.
Desenvolvimento de argamassa para restauração utilizando resíduo do polimento do
porcelanato / Silvia Becher Breitenbach.- Natal, RN: Universidade Federal do Rio
Grande do Norte, 2013.
180 f.:il.
Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade
Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Ciências Exatas e da Terra. Programa
de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli.
Co-Orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento.
1. Argamassa. 2. Resíduo do polimento do porcelanato. 3. Edifícios históricos -
Conservação e restauração. I. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. II.
Título.
CDU 666.971.3
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Ciências Exatas e da Terra
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
TERMO DE APROVAÇÃO
SILVIA BECHER BREITENBACH
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO POLIMENTO
DO PORCELANATO
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de
Materiais – PPGCEM – da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito
parcial para obtenção do grau de
DOUTORA EM CIÊNCIAS E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Tendo sido aprovada em sua forma final.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli – Orientador e Presidente da Banca (UFRN)
Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento – Examinador interno (UFRN)
Prof. Dr. Júlio Cezar de Oliveira Freitas – Examinador Externo ao Programa (UFRN)
Prof. Dr. Daniel Araújo de Macedo – Examinador Externo (UFPB)
Prof. Dr. Adriano Silva Fortes – Examinador Externo (IFBA)
Natal, julho de 2013.
Aos meus queridos filhos,
Gustavo, Guilherme e Luiza,
por tudo que representam na minha vida.
Esta é uma conquista nossa!
AGRADECIMENTOS
Acima de tudo a Deus, que mais uma vez esteve ao meu lado em todos os
momentos.
Aos meus filhos pelo amor, compreensão, incentivo e incondicional apoio em todos
os momentos.
A Paulo Vieira de Mello que de forma especial e carinhosa dedicou seu tempo e
atenção a mim, apoiando sempre no que foi preciso.
Ao Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli pela orientação, convivência,
ensinamentos, aprendizado e amizade.
Ao Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento, Coordenador do Programa de Pós-
Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, pela presteza, incentivo e apoio durante a
realização do programa experimental.
Aos professores doutores Daniel Araújo de Macedo, Adriano Silva Fortes e Rubens
Maribondo do Nascimento, membros da banca de exame de qualificação, pela leitura
exaustiva e atenta do trabalho e pelas críticas e sugestões apresentadas.
A CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior pelo
financiamento desta pesquisa.
Aos professores doutores Dulce Maria de Araújo Melo docente da UFRN, Edilberto
Borja docente do IFRN e Rodrigo Estevan docente do IFBA pelo apoio a realização dos
ensaios desta pesquisa.
Ao Prof. Dr. Paulo Alysson de Souza, coordenador do Laboratório de Materiais de
Construção Civil da UFRN pelo apoio durante a realização do programa experimental.
Ao Sr. Francisco de Assis Braz e Sandro Ricardo da Silva Andrade técnicos do
Laboratório de Materiais de Construção Civil da UFRN, pela presteza e apoio.
Ao bolsista Bruno Guida Gouveia pelo apoio durante a realização dos ensaios de
caracterização.
Ao bolsista Rodolfo Luiz Bezerra de Araujo Medeiros pelo apoio nas análises por
DRX e a Henrique Augusto Medeiros de Sousa pelo apoio durante a realização dos ensaios
mecânicos.
Ao Prof. Dr. Antônio Carlos Pereira Santos docente do IFBA e Ismael Torquato
Queiroz e Silva da Secretaria do PPGCEM/UFRN pela dedicação e atenção a todos nós
doutorandos.
À Cerâmica Eliane Empreendimentos, na pessoa do Sr. Ramon Pereira e de
Manuela Gallato Bitencourt pelo fornecimento do resíduo do polimento do porcelanato.
À indústria Carbomil S/A pelo fornecimento da cal.
A todos os meus professores, futuros colegas, pelas contribuições, pelo interesse e
interlocução, que além de terem se tornado grandes amigos, fizeram com que eu continuasse e
chegasse até onde cheguei.
Agradeço a todos os meus amigos e colegas de trabalho que de alguma maneira
ajudaram para esta realização.
“O Novo Mundo não é mais este lado do Atlântico, nem
será tampouco o outro lado do Pacífico. O Novo Mundo
não está mais à esquerda ou à direita, mas acima de nós;
precisamos elevar o espírito para alcançá-lo, pois não é
mais uma questão de espaço, mas de tempo, de evolução,
e de maturidade. O Novo Mundo agora é a Nova Era e
cabe ao conhecimento e a inteligência retomar o
comando”.
Arq. Lúcio Costa.
(O Novo Humanismo Científico e Tecnológico, 1961).
RESUMO
Os revestimentos argamassados são elementos fundamentais em alvenaria estruturada, pois
desempenham um papel importante na proteção de alvenarias e encontram-se particularmente
expostos a ações agressivas responsáveis pela sua degradação ao longo do tempo. A
importância dos revestimentos de parede vem sendo alvo de discussão e análise no âmbito da
conservação e reabilitação de prédios antigos. Por vezes, são removidos e substituídos por
soluções inadequadas, do ponto de vista construtivo ou arquitetônico. Os revestimentos mais
utilizados em paredes de edifícios antigos baseiam-se em argamassas tradicionais de cal
aérea (cal hidratada em pó CH-I). O presente estudo tem como objetivo a formulação de
novas argamassas à base de cal aérea e agregado fino, com vistas a contribuir para o
melhor domínio da conservação e restauro de argamassa de revestimento de edifícios
antigos. Foi utilizado resíduo do polimento de porcelanato como agregado fino, em
substituição ao agregado miúdo (areia), em porcentagens de 05 a 30% em massa. Foi feita uma
completa avaliação das propriedades das argamassas no estado fresco e no estado endurecido
comparando o desempenho das mesmas com uma argamassa de referência. O resíduo utilizado
foi caracterizado quanto à massa específica, massa unitária, granulometria a laser, microscopia
eletrônica de varredura, difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X. Foram produzidas
7 formulações, sendo 6 com resíduo e 1 formulação comumente usada, que serviu de
referência. Nas formulações das argamassas de cal aérea adotou-se um traço volumétrico
(1:3), com o ligante constante, e se fez variar a relação água/aglomerante, bem como agregado
miúdo e resíduo. Para avaliação das argamassas no estado fresco, procedeu-se a
análise da consistência, densidade de massa aparente, retenção de água e teor de ar
incorporado. Já no estado endurecido foram realizados os ensaios de densidade de massa
aparente, retenção de água, módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão,
resistência à compressão, absorção de água por capilaridade, aderência à tração, retração e
resistência a sais, por meio de ensaios de cristalização com recursos de solução de cloreto,
nitrato e sulfato todos de sódio, em corpos de prova prismáticos aos 90 dias de idade,
além das análises micro estruturais das argamassas. Com base nos resultados é possível
verificar que a argamassa com teor de 10% de resíduo e a de referência apresentam
retração livre mais estável, mais próxima da neutralidade. A composição de 10% apresenta
melhor comportamento face à ação da cristalização de sais. A argamassa formulada com 15%
de resíduo obteve melhor densidade aparente no estado fresco, menor teor de ar incorporado
e elevada capacidade de retenção de água desenvolvendo boa trabalhabilidade. A substituição
de 20% de resíduo gera um aproveitamento satisfatório quanto à resistência à
compressão, tração na flexão e maior aderência à base. Portanto, podemos verificar que as
argamassas com 10, 15 e 20% de resíduo evidenciam, a princípio, boa adequação como
revestimento, possibilitando assim um resultado final compatível com a durabilidade,
trabalhabilidade e aderência desenvolvendo um material com melhor desempenho para
reparar ou substituir argamassas existentes em edifícios antigos.
Palavras chave: Cal. Resíduo do Polimento do Porcelanato. Argamassa de Revestimento.
Restauração
ABSTRACT
The coatings mortars are essential elements of building structures because they execute an
important role in protecting walls and are particularly exposed to aggressive action
responsible for its degradation over time. The importance of wall coverings has been the
subject of discussion and analysis in the conservation and rehabilitation of old buildings. Are
sometimes removed and replaced with inappropriate solutions of constructive point of view or
architecture. The most commonly used coatings on walls of old buildings is based on
traditional hydraulic lime mortars. The present study aims at the formulation of new lime-
based mortars and aerial fine aggregate, in order to contribute to a better field of conservation
and restoration mortar coating of old buildings. Residue was used for polishing porcelain as
fine aggregate, replacing the aggregate (sand), in percentages 05-30% by mass. We conducted
a thorough evaluation of the mortar properties in fresh and hardened state by comparing the
performance of the same with a reference mortar. The residue used was characterized as the
density, bulk density, and particle size laser, scanning electron microscopy, X-ray diffraction
and X-ray fluorescence. Formulations were produced 7, 6 with residue and one commonly
used formulation, which served as a reference. In the formulations of lime mortars air
(hydrated lime powder CH-I) has been adopted a stroke volume (1:3) with constant binder,
was varied and the water / binder and aggregate and waste. For evaluation of mortars fresh,
proceeded to consistency analysis, specific gravity, water retention and air content embedded.
In the hardened state assays were performed in specific gravity, water retention, modulus of
elasticity, tensile strength in bending, compressive strength, water absorption by capillary
action, adhesion, tensile strength, resistance to shrinkage and salts by of crystallization trials
with resources chloride solution, nitrate and sulfate all sodium in prismatic at 90 days of age,
in addition to the micro structural analysis of mortars. Based on the results we can see that the
mortar formulated with 10% content of waste and the reference free retraction feature more
stable closer to neutrality. The composition of 10% was obtained better performance against
the action of the salt crystallization. The mortar with 15% residue obtained better density,
lower air content embedded and high capacity for water retention developing good
workability. The replacement of 20% of waste generates a satisfactory utilization of
resistance to compression, flexion and traction grip the base. And, finally, it can be seen
that the mortar with 10, 15 and 20% residual show, in principle, good suitability as coatings,
thus enabling a final result consistent with durability, workability and aesthetics developing
therefore a material with better performance to repair or replace existing mortars in old
buildings
Keywords: Lime. Polishing of Porcelain Residue. Mortar Coating. Restoration.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 (a e b) – Descolamentos de revestimento em fachadas de casarões do séc. VIII.
Pelourinho, Salvador, BA (Foto da autora). ............................................................................. 21
Figura 1.2 – Foto cedida por Eliane S.A. Revestimentos Cerâmicos. Material resultante no
processo de polimento do porcelanato reaproveitado como matéria-prima na produção de
massa. ....................................................................................................................................... 23
Figura 2.1 – Antiga caieira de conchas dos Sambaquis de Santa Catarina (Laguna, SC)........ 27
Figura 2.2 - Moagem manual de pó de tijolo. .......................................................................... 29
Figura 2.3 - Testes com argamassas. ........................................................................................ 29
Figura 2.4 – Peneiramento do pó de tijolo (São Miguel das Missões, RS). ............................. 30
Figura 2.5 – Perda de coesão e erosão em argamassa recente de cal hidratada com gordura
(VEIGA, 2003). ........................................................................................................................ 34
Figura 2.6 – MEV de amostras de argamassas. ........................................................................ 35
Figura 3.1 - Ciclo da cal (GUIMARÃES, 1998). ..................................................................... 40
Figura 3.2 – Abrasivos magnesianos sintéticos utilizados para polimento. (ISABRASIVI,
2003). ........................................................................................................................................ 71
Figura 3.3 – Foto da polidora, linha porcelanato, cedida pela Cerâmica Eliane
Empreendimentos. .................................................................................................................... 72
Figura 3.4- Padrão de difração de raios X do resíduo do polimento de porcelanato
(MARQUES et al., 2007). ........................................................................................................ 73
Figura 3.5 - Distribuição do tamanho de partículas do resíduo do polimento de porcelanato
adaptado (MARQUES et al., 2007).......................................................................................... 74
Figura 3.6 – Micrografia do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons secundário
adaptado (SANTOS, 2008)....................................................................................................... 74
Figura 4.1 (a, b, c e d) – Aplicação das argamassas em alvenaria de blocos cerâmicos. ......... 77
Figura 4.2 - Fluxograma da metodologia adotada. ................................................................... 78
Figura 4.3 - Aparelho medidor de ar incorporado à argamassa (foto da autora)...................... 90
Figura 4.4 - Moldagem dos corpos de prova (foto da autora). ................................................. 90
Figura 4.5 – Armazenamento dos corpos de prova (foto da autora). ....................................... 91
Figura 4.6 – Determinação do tempo que a onda ultrassônica percorre o corpo de prova
4x4x16cm. ................................................................................................................................ 93
Figura 4.7a - Relógio comparador utilizado para leitura da retração em argamassas. ............. 94
Figura 4.7b – Corpos de prova para ensaio de retração............................................................ 94
Figura 4.8 – Ensaio de resistência à tração na flexão antes e depois da ruptura do corpo de
prova. ........................................................................................................................................ 96
Figura 4.9 – Corpo de prova durante o ensaio de resistência à compressão. ........................... 96
Figura 4.10 – Corpos de prova em ensaio de absorção de água (foto da autora). .................... 97
Figura 4.11a – sais de cloreto de sódio..................................................................................... 98
Figura 4.11b – sais de nitrato de sódio. .................................................................................... 98
Figura 4.11c – sais de sulfato de sódio. .................................................................................... 98
Figura 4.12 (a, b, c) – Aplicação das argamassas..................................................................... 98
Figura 4.13 (a, b) – Colagem das pastilhas............................................................................... 99
Figura 4.14 – Equipamento utilizado para ensaio de aderência das argamassas......................99
Figura 5.1 – Curva granulométrica da areia: % retida acumulada. ........................................ 106
Figura 5.2 – Curva granulométrica da areia: % passante. ...................................................... 106
Figura 5.3 – Diâmetro das partículas x Porcentagem acumulada do RPP. ............................ 109
Figura 5.4 – Distribuição granulométrica acumulada da cal CH1. ........................................ 110
Figura 5.5 – Micrografia eletrônica de varredura do resíduo do polimento do porcelanato –
elétrons secundários................................................................................................................ 110
Figura 5.6 – Difratograma de raios-X do RPP (1: SiO2 - Quartzo 2: 3Al2 O3 .2SiO2 - Mulita e 3:
SiC – Carbeto de silício)......................................................................................................... 111
Figura 5.7 – Difratograma de raios-X da cal CH1. ................................................................ 112
Figura 5.8 – Argamassa de cal e areia. ................................................................................... 114
Figura 5.9 – Argamassa de cal e areia com resíduo do polimento do porcelanato. ............... 114
Figura 5.10 – Correlação do teor de resíduo com o índice de consistência das argamassas. . 115
Figura 5.11 – Correlação do teor de resíduo com a retenção de água das argamassas. ......... 118
Figura 5.12 – Correlação do teor de resíduo com densidade de massa das argamassas. ....... 120
Figura 5.13 – Correlação do teor de resíduo com o teor de ar incorporado. .......................... 122
Figura 5.14 – Correlação entre o índice de consistência e a retenção de água das argamassas.
................................................................................................................................................ 123
Figura 5.15 – Correlação entre densidade de massa aparente e o teor de ar aprisionado das
argamassas. ............................................................................................................................. 124
Figura 5.16 – Correlação do teor de resíduo com a densidade de massa aparente das
argamassas. ............................................................................................................................. 126
Figura 5.17 – Correlação do teor de resíduos com o módulo de elasticidade das argamassas.....
................................................................................................................................................ 128
Figura 5.18 – Correlação entre a resistência à tração na flexão com teor de resíduos das
argamassas, aos 90 dias de idade............................................................................................ 132
Figura 5.19 – Correlação entre a resistência à compressão com teor de resíduos das
argamassas, aos 90 dias de idade............................................................................................ 133
Figura 5.20 – Correlação entre o módulo de elasticidade e resistência à compressão das
argamassas, aos 90 dias de idade............................................................................................ 133
Figura 5.21 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 10
minutos) das argamassas. ....................................................................................................... 136
Figura 5.22 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 90
minutos) das argamassas. ....................................................................................................... 136
Figura 5.23 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com cloreto de
sódio, por capilaridade............................................................................................................ 138
Figura 5.24 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com nitrato de
sódio, por capilaridade............................................................................................................ 139
Figura 5.25 – Evolução dos percentuais do peso seco dos corpos de prova submetidos à
absorção d’água com sulfato de sódio, por capilaridade. ....................................................... 140
Figura 5.26 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal,areia e
resíduo pelas águas sulfatadas no oitavo ciclo. ...................................................................... 142
Figura 5.27 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e
resíduo após uma sobrecarga de sais de cloreto de sódio no oitavo ciclo. ............................. 143
Figura 5.28 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e
resíduo após uma sobrecarga de sais de nitrato de sódio no sétimo ciclo. ............................. 143
Figura 5.29 – Relógio comparador utilizado no ensaio de retração por secagem. ................. 144
Figura 5.30 – Evolução da retração linear das argamassas. ................................................... 146
Figura 5.3.1 – Formas de ruptura da argamassa. .................................................................... 147
Figura 5.32 – Processo de execução do ensaio de arrancamento das pastilhas...................... 147
Figura 5.33 – Aspecto dos 06 corpos de prova após arrancamento da argamassa A/10/RPP,
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco. .................... 148
Figura 5.34 – Aspecto dos 06 corpos de prova após arrancamento da argamassa A/20/RPP,
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco. .................... 149
Figura 5.35 – Correlação entre o teor de resíduo com aderência à tração das argamassas. ... 151
Figura 5.36 – Micrografia do traço A/0 de referência – Elétrons secundários....................... 154
Figura 5.37 – Micrografia do traço A/10/RPP – Elétrons secundários. ................................. 155
Figura 5.38 – Micrografia do traço A/20/RPP – Elétrons secundários. ................................. 156
Figura 5.39 – Difratogramas de raios-X das argamassas A/0/Ref. A/10/RPP e A/20/RPP. .. 158
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 – Nomenclatura da cal aérea................................................................................... 38
Tabela 3.2 – Tipos de cales virgem e hidratadas brasileiras (GUIMARÃES, 1998). .............. 41
Tabela 3.3 – Exigências físicas da cal hidratada nacional NBR 7175 (1992).......................... 41
Tabela 3.4 – Exigências químicas da cal hidratada segundo a NBR 7175 (1992). .................. 41
Tabela 3.5 – Classificação de argamassas de assentamento e revestimento de paredes e tetos
segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005). .................................................................................... 55
Tabela 3.6 – Limites de resistência de aderência à tração para emboço e camada única
segundo a norma NBR 13749 (ABNT, 1996). ......................................................................... 55
Tabela 3.7 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1. .............................................. 63
Tabela 3.8 – Composição química (% em massa) do resíduo do polimento de porcelanato. .. 73
Tabela 4.1 – Formulação das argamassas................................................................................. 77
Tabela 4.2 – Dosagem de materiais para o preenchimento do cone – Ensaio de Consistência.83
Tabela 4.3 – Conversão dos traços das argamassas. ................................................................ 84
Tabela 4.4 – Relação água/aglomerante, água/materiais secos, aglomerante/materiais secos e
índice de consistência. .............................................................................................................. 85
Tabela 4.5 – Exigências mecânicas e reológicas para argamassas........................................... 95
Tabela 5.1 – Massa unitária ( γ ) do agregado miúdo no estado solto e seco......................... 102
Tabela 5.2 – Massa Unitária ( γ ) do resíduo do polimento do porcelanato (RPP). ............... 102
Tabela 5.3 – Massa Unitária ( γ ) da cal. ................................................................................ 103
Tabela 5.4 – Resumo dos resultados da Massa específica e unitária dos materiais de partida. ...
................................................................................................................................................ 104
Tabela 5.5 – Granulometria do agregado miúdo. ................................................................... 105
Tabela 5.6 – Caracterização física do agregado utilizado na pesquisa................................... 107
Tabela 5.7 – Granulometria a laser do RPP (diâmetro em µm). ............................................ 108
Tabela 5.8 – Distribuição granulométrica da cal CH1. ................................................ 109
Tabela 5.9 – Fluorescência de raios-X do RPP. ..................................................................... 111
Tabela 5.10 – Composição química (% em massa) da cal CH1............................................. 113
Tabela 5.11 – Consistência por espalhamento........................................................................ 114
Tabela 5.12 – Retenção de água das argamassas (%)............................................................. 116
Tabela 5.13 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281. .................................... 117
Tabela 5.14 – Densidade de massa das argamassas............................................................... 118
Tabela 5.15 – Classificação das argamassas quanto a densidade de massa segundo a NBR
13281. ..................................................................................................................................... 119
Tabela 5.16 – Teor de ar incorporado das argamassas. .......................................................... 120
Tabela 5.17 – Resumo do comportamento das novas argamassas no estado fluído. ............. 122
Tabela 5.18 – Densidade de massa aparente das argamassas no estado endurecido. ............. 125
Tabela 5.19 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)............. 125
Tabela 5.20 – Módulo de elasticidade das argamassas. ......................................................... 127
Tabela 5.21 – Resistência à tração na flexão das argamassas, desvio padrão, coeficiente de
variação e variação entre a resistência à tração na flexão das argamassas com resíduos e
argamassa de referência.......................................................................................................... 129
Tabela 5.22 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)............. 129
Tabela 5.23 – Resistência à compressão, coeficiente de variação e variação da resistência à
tração na flexão entre as argamassas com resíduos e argamassa de referência...................... 130
Tabela 5.24 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)............. 130
Tabelas 5.25 – Absorção de água por capilaridade t = 10 minutos, coeficiente de variação e
Variação entre a absorção de água por capilaridade aos 10 minutos das argamassas com
resíduos e argamassa de referência......................................................................................... 134
Tabela 5.26 – Absorção de água por capilaridade t = 90 minutos com desvio padrão,
coeficiente de variação e Variação entre a absorção de água por capilaridade aos 90 minutos
das argamassas com resíduos e argamassa de referência....................................................... 134
Tabela 5.27 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)............. 135
Tabela 5.28 – Variação de massa após secagem da ação de sais de cloreto de sódio (%). .... 138
Tabela 5.29 – Variação de massa após secagem da ação de sais de nitrato de sódio (%)...... 139
Tabela 5.30 – Variação de massa após secagem da ação de sais de sulfato de sódio (%). .... 140
Tabela 5.31 – Média da retração linear das argamassas estudadas 24 horas após a
desmoldagem seguindo-se com 5, 7, 14, 21 e 28 dias............................................................ 144
Tabela 5.32 – Resistência de aderência à tração (arrancamento). .......................................... 146
Tabela 5.33 – Condições da seção de ruptura dos 06 corpos de prova com 10% de RPP. .... 148
Tabela 5.34 – Condições da seção de ruptura dos seis corpos de prova da argamassa
A/20/RPP. ............................................................................................................................... 149
Tabela 5.35 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1. .......................................... 150
Tabela 5.36 – Classificação das argamassas segundo a ABNT NBR 13281:2005. ............... 150
Tabela 5.37 – Resumo do comportamento das argamassas no estado endurecido. .............. 152
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 19
2 ESTADO DA ARTE ............................................................................................................ 26 2.1 INTRODUÇÃO À CAL..................................................................................................... 26 2.2 UTILIZAÇÕES DE RESÍDUOS MINERAIS E ADITIVOS ORGÂNICOS EM
ARGAMASSAS À BASE DE CAL E AREIA........................................................................ 29
2.2.1 Argamassa de cal aérea e pó de telha ou de tijolo ...................................................... 29
2.2.2 Argamassas de cal aérea com pozolanas naturais e artificiais .................................. 30
2.2.3 Argamassa de cal aérea e cinza de casca de arroz...................................................... 32
2.2.4 Argamassa de cal aérea e metacaulim ......................................................................... 32
2.2.5 Aditivos orgânicos ......................................................................................................... 33
3 REFERENCIAL TEÓRICO .............................................................................................. 37 3.1 ARGAMASSA DE REVESTIMENTO ............................................................................. 37
3.1.1 Funções do revestimento de argamassa....................................................................... 37
3.1.2 Materiais constituintes da argamassa mista ............................................................... 38
3.1.3 Produção e ciclo da cal aérea ........................................................................................ 38
3.1.4 Carbonatação – endurecimento ................................................................................... 39
3.1.5 Cal virgem e cal hidratada............................................................................................ 42 3.2 AGREGADOS MIÚDOS................................................................................................... 43
3.2.1 Caracterização do agregado miúdo ............................................................................. 44
3.2.2 Função dos agregados miúdos ...................................................................................... 45
3.2.3 Classificação dos agregados miúdos ............................................................................ 46 3.3 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS ......................................................................... 46
3.3.1 Consistência.................................................................................................................... 46
3.3.2 Trabalhabilidade ........................................................................................................... 47
3.3.3 Coesão e tixotropia ........................................................................................................ 48
3.3.4 Plasticidade .................................................................................................................... 48
3.3.5 Retenção de água ........................................................................................................... 48
3.3.6 Adesão inicial ................................................................................................................. 49
3.3.7 Aderência no estado endurecido .................................................................................. 49
3.3.8 Elasticidade .................................................................................................................... 50 3.4 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGAMASSAS ....................................................................... 52
3.4.1 Argamassa de cal ........................................................................................................... 52
3.4.2 Argamassa de cimento................................................................................................... 52
3.4.3 Argamassa mista............................................................................................................ 53 3.5 DOSAGEM DAS ARGAMASSAS ................................................................................... 53 3.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS .................................................................. 54
3.6.1 Classificação segundo NBR 13281................................................................................ 54 3.7 CLASSIFICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS .................................................................. 56
3.7.1 Emboço ........................................................................................................................... 56
3.7.2 Reboco ............................................................................................................................ 56
3.7.3 Massa única .................................................................................................................... 56
3.7.4 Chapisco ......................................................................................................................... 57 3.8 CARACTERÍSTICAS DAS ARGAMASSAS DE SUBSTITUIÇÃO PARA REBOCOS DE EDIFÍCIOS ANTIGOS ...................................................................................................... 57
3.8.1 Características dos rebocos antigos ............................................................................. 57
3.8.2 Exigências funcionais gerais dos rebocos .................................................................... 58
3.8.3 Requisitos dos rebocos de restauração ........................................................................ 60
3.9 ALGUNS FATORES QUE PODEM INFLUENCIAR NO SURGIMENTO DE
FISSURAS NO REVESTIMENTO DE ARGAMASSA......................................................... 63
3.9.1 Falta de aderência do revestimento ............................................................................. 63
3.9.2 Retração.......................................................................................................................... 66 3.10 SAIS SOLÚVEIS ............................................................................................................. 68
3.10.1 Características gerais .................................................................................................. 68
3.10.2 Mecanismos de degradação ........................................................................................ 68
3.10.3 Cristalização de sais solúveis ...................................................................................... 69
3.10.4 Hidratação de sais........................................................................................................ 70 3.11 RESÍDUO DO POLIMENTO DO PORCELANATO ..................................................... 70
3.11.1 Definição ....................................................................................................................... 70
3.11.2 Obtenção e características .......................................................................................... 71
3.11.3 Utilização em argamassa de cal .................................................................................. 75
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL ..................................................................................... 76 4.1 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DAS ARGAMASSAS.......................................................... 76 4.2 FORMULAÇÃO DAS ARGAMASSAS............................................................................77
4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA............................................... 79
4.3.1 Determinação da massa unitária ( γ ) dos materiais de partida: agregado miúdo,
resíduo do polimento do porcelanato e cal. Os materiais foram utilizados no ensaio, no
estado solto e seco, fundamentado na NBR 7251 ................................................................. 79
4.3.2 Determinação da massa específica do agregado miúdo, do resíduo e da cal, por
meio do frasco de Chapman .................................................................................................. 79
4.3.3 Determinação da composição granulométrica............................................................ 80
4.3.4 Caracterização da cal .................................................................................................... 80
4.3.5 Caracterização do agregado miúdo ............................................................................. 81
4.3.6 Caracterização do resíduo do polimento do porcelanato .......................................... 81
4.3.7 Água de amassamento ................................................................................................... 82 4.4 CONVERSÃO DE TRAÇO EM VOLUME PARA MASSA ........................................... 82 4.5 PREPARO DAS ARGAMASSAS ..................................................................................... 84
4.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO........................... 85
4.6.1 Consistência e trabalhabilidade ................................................................................... 85
4.6.2 Retenção de água ........................................................................................................... 86
4.6.3 Densidade de massa aparente ou volúmica ................................................................. 88
4.6.4 Teor de ar incorporado ................................................................................................. 89 4.7 PREPARAÇÃO E ARMAZENAGEM DOS CORPOS DE PROVA ............................... 90 4.8 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO ................ 91
4.8.1 Densidade de massa aparente ....................................................................................... 91
4.8.2 Módulo de elasticidade dinâmico ................................................................................. 92
4.8.3 Variação dimensional (retração linear) ....................................................................... 93
4.8.4 Resistência à tração na flexão e à compressão ............................................................ 95
4.8.5 Absorção de água por capilaridade ............................................................................. 96
4.8.6 Resistência aos sais ........................................................................................................ 97
4.8.7 Determinação da resistência de aderência à tração (Ensaio de arrancamento) ...... 98 4.9 ANÁLISE MICROESTRUTURAL POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)........................................................................................................... 100
4.10 ANÁLISES POR DIFRAÇÃO DE RAIOS – X (DRX) E FLUORESCÊNCIA DE
RAIOS – X (FRX) .................................................................................................................. 100
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 102 5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA ............................................. 102
5.1.1 Massa unitária ou aparente ........................................................................................ 102
5.1.2 Massa específica ou real .............................................................................................. 103
5.1.3 Massa específica – RPP ............................................................................................... 103
5.1.4 Massa específica – CAL .............................................................................................. 104
5.1.5 Granulometria do agregado miúdo ........................................................................... 105
5.1.6 Granulometria à laser ................................................................................................. 108 5.1.6.1 Resíduo do polimento do porcelanato ........................................................................ 108 5.1.6.2 Cal .............................................................................................................................. 109
5.1.7 Microscopia eletrônica de varredura......................................................................... 110 5.1.7.1 Resíduo do polimento do porcelanato ........................................................................ 110
5.1.8 Difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X ................................................ 111 5.1.8.1 Resíduo do polimento do porcelanato ........................................................................ 111 5.8.1.2 Cal .............................................................................................................................. 112
5.2 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO......................... 113
5.2.1 Execução do sistema..................................................................................................... 113
5.2.2 Índice de consistência – trabalhabilidade.................................................................. 113
5.2.3 Retenção de água ......................................................................................................... 116
5.2.4 Densidade de massa no estado fresco......................................................................... 118
5.2.5 Teor de ar incorporado ............................................................................................... 120 5.3 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO .............. 124
5.3.1 Funcionalidade do sistema.......................................................................................... 124
5.3.2 Densidade de massa aparente no estado endurecido................................................ 125
5.3.3 Módulo de elasticidade ................................................................................................ 127
5.3.4 Resistência à tração na flexão e resistência a compressão das argamassas ........... 128
5.3.5 Absorção de água por capilaridade ........................................................................... 133
5.3.6 Resistência aos sais ...................................................................................................... 137
5.3.7 Variação dimensional ou retração das argamassas no estado endurecido ............ 143
5.3.8 Resistência de aderência à tração .............................................................................. 146
5.3.9 Análise microestrutural .............................................................................................. 153
5.3.10 Análise por difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X .......................... 155
6 CONCLUSÕES.................................................................................................................. 158 6.1 CONTRIBUIÇÃO ORIGINAL PARA O CONHECIMENTO ....................................... 161 6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS............................................................ 162
REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 163
APÊNDICE A – TABELAS .................................................................................................176
19
1 INTRODUÇÃO
A cal foi um dos materiais mais importantes na construção e preservação das alvenarias
tradicionais ao longo de centenas de anos. No entanto, o progressivo desaparecimento dos
meios tradicionais de produção desse material e da mão de obra com conhecimento e
habilidade técnica, somado às facilidades que o uso do cimento trouxe ao mercado, contribuiu
para que a cal fosse sendo substituída pelo cimento. Ainda que se reconheçam as vantagens da
cal como material compatível e historicamente confiável, e mesmo com os avanços técnicos
realizados nos últimos anos, seu uso ainda é limitado devido à falta de conhecimento
técnico (KANAN, 2008).
Com o objetivo de evitar intervenções radicais, perdas e danos às valiosas estruturas
patrimoniais temos assistido a um interesse crescente na investigação de materiais compatíveis
à conservação e restauração de edificações históricas.
O problema da degradação e potencial restauração das argamassas de emboço e
rebocos, especialmente em edifícios históricos, têm chamado pouca atenção de pesquisadores
no campo dos materiais de construção. A importância cultural, arquitetônica, social e
econômica na recuperação de construções históricas está muito clara em alguns países do
hemisfério norte, onde se dá muito valor a própria herança construtiva. Infelizmente no
Brasil ainda vivemos distantes dessa realidade.
Como consequência dessa falta de interesse na investigação do problema, muitas
vezes a consolidação e restauração das construções históricas, em especial dos rebocos,
terminam por aumentar a sua degradação, após um período inicial de aparente melhora. No
entanto, notam-se algumas mudanças nessa realidade, pois nos últimos anos a preservação e a
conservação de edifícios históricos começam a ter certa importância em nosso país.
Segundo Scartezini e Carasek (2003), as pesquisas sobre materiais e tecnologias
mais adequadas à realidade dos nossos edifícios históricos precisam ser mais aprofundadas. Tal
fato é agravado, muitas vezes, pela inexistência de alguns materiais oferecidos pelo comércio e
o desconhecimento de processos construtivos utilizados antigamente, embora a eficácia desses
elementos possa ser ainda comprovada. Por sua vez também, o uso de produtos e técnicas
inadequadas de conservação e restauro resultam, quase sempre, em danos ainda maiores aos
edifícios históricos.
Considerando que em trabalhos de restauração deve-se evitar a utilização de cimento
Portland, pois as propriedades mecânicas são incompatíveis com a alvenaria, podendo vir a
20
provocar descolamento do revestimento.
Os potenciais danos causados pelas argamassas de cimento são decorrentes de sua
porosidade, inferior à das argamassas à base de cal, e maior impermeabilidade, o que
provoca maior retenção de umidade nas paredes. Outro aspecto é sua maior rigidez, que causa
excessiva resistência e aderência junto aos materiais do substrato e de contato da estrutura.
Esse comportamento pode causar danos aos materiais mais porosos dos sistemas construtivos
antigos tais como arenitos, calcários, tijolos artesanais, adobes e taipas, e dificuldades para que
sejam retirados ou mantidos posteriormente sem causar mais lesões às estruturas antigas. E,
ainda, tais materiais podem alterar as características de comportamento das alvenarias quando
introduzidos excessivamente, ou aplicados como argamassas fluidas na sua consolidação
(WEBER, 1996).
Além disso, é sabido que as argamassas de cimento apresentam um aspecto final
muito diferente das argamassas antigas, em termos, por exemplo, da textura da superfície, do
modo como refletem a luz, e por conter na sua composição sais solúveis que são transportados
para o interior das paredes onde se cristalizam, contribuindo para a sua degradação. Tem-se
verificado que também outras características são desfavoráveis, como uma rigidez excessiva e
uma capacidade limitada de permitir a secagem da parede (VEIGA, 2003).
No Brasi, os estudos sobre novos materiais e tecnologias construtivas referentes à
recuperação ainda são escassos. Em função disto ainda são empregadas argamassas
tradicionais à base de cal, pois a utilização de revestimentos comuns, à base de cimento, tem-
se mostrado ineficaz, apresentando diversas manifestações patológicas devido à
incompatibilidade química, física e mecânica entre os materiais.
Dentre os problemas mais frequentes que surgem nestes edifícios, aqueles ligados
aos elementos de alvenaria e, em especial, ao seu revestimento, são os mais visíveis. Este
revestimento, que compreende o reboco e respectiva pintura, é muito afetado pelos fenômenos
decorrentes da umidade que, algumas vezes, pode conter um determinado teor de salinidade,
sendo frequente a ocorrência de patologias dos mesmos, o que ocasiona prejuízos aos diversos
setores envolvidos. Nas figuras 1.1 e 1.2 podem ser observados dois casos que tiveram
descolamento de revestimento e estão para serem restaurados, com a aplicação de uma nova
argamassa de revestimento, que seja compatível com a existente.
21
(a) (b)
Figura 1.1 (a e b) – Descolamentos de revestimento em fachadas de casarões do séc. III. Pelourinho, Salvador, BA (Foto da
autora).
Entre todas essas propriedades físicas dos materiais à base de cal, a estrutura dos
poros exerce um papel importante favorável na conservação das estruturas antigas, já que
incide no comportamento higroscópico e no eventual mecanismo de desgaste, por diversos
fatores como: sais solúveis (pressão de cristalização dos sais precipitados), biodeterioração,
entre outros. A porosidade controla também o conteúdo de água, a penetração do ar na
estrutura da argamassa e, portanto, na velocidade de carbonatação do hidróxido de cálcio
(VAN BALEN et al., 1994).
No âmbito de obras de restauro de edifícios históricos, tem-se assistido a um
crescente interesse pela aplicação de tecnologias e materiais para revestimentos de edifícios
antigos, em substituição dos originais. As soluções usadas enquadram-se, normalmente, nos
seguintes tipos: argamassas de cimento, argamassas de cal hidráulica natural; argamassas
de cal hidráulica artificial; argamassas de cal aérea e cimento; argamassas de cal aérea;
argamassas de cal aérea aditivada – com pozolanas, pó de tijolo e outros aditivos minerais
ou ainda com “gordura”. Sabe-se que antigamente as propriedades destes materiais eram
modificadas com adição de produtos orgânicos, com o objetivo de melhorar algumas de
suas características, como veremos no próximo capítulo estado da arte.
22
Estudo realizado por Santos (2008), a respeito da utilização do resíduo do polimento
do porcelanato e resíduo de pedreira de rocha calcária em argamassas cimentícias comprovam
que quanto maior a relação resíduo/cimento menor será o módulo de elasticidade das mesmas,
por outro lado mostram que quanto maior o teor de resíduo presente na mistura menor será o
desempenho mecânico das argamassas.
No Brasil, ainda não surgiram pesquisas publicadas sobre a utilização do resíduo do
polimento do porcelanato em argamassas para revestimentos, à base de cal, para uso em
restauração. Por este motivo, torna-se relevante o desenvolvimento desta pesquisa.
Segundo Bernardin et al., (2006), o resíduo é constituído por uma mistura de
material cerâmico oriundo do polimento do porcelanato e material abrasivo desprendido
durante o processo. O material abrasivo utilizado durante o polimento é geralmente composto
por partículas de diamante ou carbeto de silício aglomerados por cimentos à base de cloretos
magnesianos.
O que evidencia que o resíduo é constituído basicamente por material cerâmico,
entretanto ele é descartado diretamente em aterros, apesar do seu potencial como matéria-
prima cerâmica alternativa.
O porcelanato polido requer uma etapa de polimento durante sua produção a fim de
nivelar, retirar riscos e dar brilho a superfície do produto final. No entanto, essa etapa do
processamento gera grande quantidade de resíduo, particularmente com o aumento de
produção que vem ocorrendo nos últimos anos. O que origina um novo custo aos
produtores do setor, que necessitam gerenciar e descartar adequadamente esse resíduo.
A deposição de resíduos industriais em aterros além dos elevados custos econômicos
pode trazer inúmeros problemas ambientais, como contaminação do solo, do lençol freático e
agressão a vegetação presente no local. Nesse sentido a re-utilização e a reciclagem são as
soluções mais indicadas para o manejo da grande maioria dos resíduos industriais, tal como o
resíduo do polimento do porcelanato, (Figura 1.2).
23
Figura 1.2 – Foto cedida por Eliane S.A. Revestimentos Cerâmicos. Material resultante no processo de
polimento do porcelanato reaproveitado como matéria-prima na produção de massa.
Do mesmo modo, o consumo de agregado miúdo para concreto e argamassa, no
Brasil, é em torno de 210 milhões de toneladas por ano. Segundo Almeida (2000), atualmente
grande parte do agregado miúdo natural (areia) é extraída de leitos de rios, provocando a
retirada da cobertura vegetal e a degradação dos cursos d’água, causando grande impacto ao
meio ambiente.
Órgãos responsáveis pela fiscalização do meio ambiente, como o IBAMA (Instituto
Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), vêm coibindo esta prática,
pois o Código Florestal considera como áreas de preservação permanente as florestas e
demais vegetações naturais situadas ao longo dos rios. Com isso, a areia que abastece a
construção civil vem, cada vez mais, de regiões mais afastadas, ocasionando um aumento no
preço do produto.
Desta forma, surge à necessidade de se buscar alternativas viáveis para o
abastecimento de areia para o setor da construção civil e para substituição das areias extraídas
dos rios, que possam melhorar o desempenho das argamassas e que por sua vez possam trazer
redução de custos significativos na produção das argamassas de cal, sem comprometer o
desempenho das mesmas.
Os avanços que se realizam, continuamente sobre o domínio dos materiais são
pensados, essencialmente, para a aplicação direta a novas concepções. Com isso tendem a
24
beneficiar, também, as técnicas de restauro das construções antigas, pois além do valor
patrimonial que representam, ocupam uma área significativa em muitos centros históricos e
urbanos, frequentemente em mau estado de conservação, pelo que urge proceder à sua
requalificação com intervenções adequadas.
Assim, o presente estudo tem como objetivo geral a formulação de novas
argamassas à base de cal aérea (cal hidratada em pó) e agregado fino (resíduo do polimento
do porcelanato- RPP), a fim de contribuir para o incremento do conhecimento científico no
domínio da conservação e restauração de edifícios antigos substituindo, em percentuais de 5%
a 30% em massa, o agregado miúdo (areia), pelo agregado fino com diferentes razões
água/ligante, em que se adotou um traço volumétrico constante (1:3), que se enquadra no
estudo das características das argamassas de cal aérea por parte de alguns pesquisadores, tanto
nacionais como internacionais, que consideram este tipo de argamassa como solução adequada
para argamassas de substituição em edifícios antigos.
Os objetivos específicos referem-se aos ensaios pertinentes às duas etapas do
sistema argamassado: a primeira corresponde ao sistema fluído das argamassas no estado
fresco, ou seja, à execução do serviço. É proporcional às propriedades de consistência,
trabalhabilidade, melhor adesão, plasticidade e capacidade de reter água, mantendo sua
consistência, mesmo quando sujeita à solicitações que provoquem perda de água por
evaporação, sucção do substrato ou pela própria carbonatação da cal. Para tanto se faz
necessário à análise através dos ensaios de consistência, densidade de massa aparente, teor de
ar incorporado e retenção de água.
A segunda etapa abrange o sistema rígido ou endurecido das argamassas. Representa
a funcionalidade do sistema. Sendo necessário caracterizar as novas argamassas no estado
endurecido através de ensaios físicos e mecânicos, que demonstrem ter um mínimo de
resistência, para não esfarelar, um baixo módulo para quando sofrer tensões, não fissurar e boa
aderência ao substrato, para que não apresente o fenômeno de descolamento, tão presente nos
edifícios antigos. Todos os ensaios são realizados em corpos de prova prismáticos aos 90 dias
de idade.
Considerando que a cristalização de sais solúveis é uma das principais causas de
destruição dos materiais porosos, originando a degradação dos rebocos de argamassas de cal
aérea, tem-se, também, como objetivos específicos analisar o comportamento das novas
argamassas formuladas face à cristalização de sais, por meio de ensaios de cristalização com
recursos de solução de cloreto, nitrato e sulfato todos de sódio, como também, avaliar a
influência do resíduo do polimento do porcelanato nas propriedades e microestrutura das
argamassas.
25
Do mesmo modo tem-se o propósito, nesse estudo, de substituir parte do
agregado miúdo pelo resíduo do porcelanato fazendo-se uso de proporções adequadas, de
maneira a obter revestimentos de qualidade e durabilidade.
Portanto, espera-se que o comportamento destas novas argamassas se enquadre no
campo de aplicação pretendido e que com a melhoria das suas características físicas e
mecânicas revelem um acréscimo de durabilidade relativamente às argamassas de cal para
revestimento, dando deste modo um contributo para a melhoria das técnicas e materiais de
restauro arquitetônico e simultaneamente, a minimização de problemas ambientais, com o
aproveitamento do resíduo fino do porcelanato.
Por último, pretende-se, também, sensibilizar e conscientizar a comunidade técnica
e política para realização de programas governamentais voltados para a necessidade de
preservar o patrimônio cultural edificado, com respeito pelo valor que representa.
26
2 ESTADO DA ARTE
Neste capítulo, é apresentada uma abordagem acerca dos trabalhos relativos ao estudo das
argamassas de revestimentos à base de cal e agregado miúdo (areia) com adição ou
substituição de resíduos minerais e aditivos orgânicos, para uso em restauração de edifícios
históricos, que apresentam diferentes comportamentos do material nas diversa situações de
fluxo, muito deles descritos nas propriedades das argamassas no estado fresco e no estado
endurecido.
2.1 INTRODUÇÃO À CAL
A cal como aglutinante básico de vários tipos de argamassas foi extensivamente
utilizada no passado em uma variedade de funções que iam desde a proteção até a decoração,
mas o progressivo desaparecimento desse material e da experiência prática de trabalhar com
ele tem trazido dificuldades às obras de restauração. Somam-se, ainda, os problemas de
inadequação da maioria dos materiais disponíveis no mercado. Se as alvenarias tradicionais
de pedra, tijolo, taipa ou a vedação de estruturas não forem conservadas com materiais
compatíveis, e se estiverem expostas à ação do tempo, ocorrerá deterioração mais acelerada.
Portanto os revestimentos à base de cal são recomendados porque mantêm as características
dos edifícios antigos, não alteram seu comportamento, esteticamente se harmonizam muito
bem com as alvenarias tradicionais, pela plasticidade, o que favorece seu uso em obras de
restauração, além de serem primordiais na conservação e manutenção periódica das alvenarias
tradicionais devido às suas propriedades e comportamento (VAN BALEN & VAN GEMERT,
1994).
No Brasil, utilizou-se cal obtida através da queima de conchas e mariscos, desde os
primeiros tempos de colonização, nas argamassas e revestimentos das construções da cidade
de Salvador da Bahia, fortificações e casarios ao longo do território brasileiro. Mais tarde,
fabricou-se, também, cal de calcários ou dolomitos ainda de forma tradicional, bem como
foram importados aglomerantes hidráulicos, até que, no século XX surge a indústria da cal e
do cimento e desaparecem as antigas caieiras, conforme Figura 2.1.
27
Figura 2.1 – Antiga caieira de conchas dos Sambaquis de Santa Catarina (Laguna, SC).
Muitas argamassas têm sido pesquisadas para revestimentos de edifícios antigos,
em substituição dos originais. As soluções usadas enquadram-se, normalmente, nos seguintes
tipos: Argamassas de cimento Portland, Argamassas de cal hidráulica natural; Argamassas de
cal hidráulica artificial; Argamassas de cal aérea e cimento Portland; Argamassas de
cal aérea; Argamassas de cal aérea aditivada – com pozolanas, pó de tijolo e outros aditivos
minerais ou ainda com “gordura”; argamassas pré-doseadas; argamassas de ligantes
especiais (VEIGA, 2003).
Algumas destas argamassas têm inconvenientes bem conhecidos. As argamassas de
cimento Portland, por exemplo, apresentam um aspecto final muito diferente das argamassas
antigas, em termos da textura da superfície e do modo como refletem a luz. Além disso, sabe-
se que contêm na sua composição sais solúveis que são transportados para o interior das
paredes e lá cristalizam, contribuindo para a sua degradação. Tem-se verificado que também
outras características são desfavoráveis, tornando-as funcionalmente incompatíveis com a
generalidade das paredes antigas, tais como uma rigidez excessiva e uma capacidade limitada
de permitir a secagem da parede (TEUTONICO et al.., 1994).
O cimento em argamassas à base de cal aérea mostrou-se negativo em projetos de
pesquisa com argamassas experimentais, tal como os resultados da pesquisa do Teutonico et
al, 1994). Nessa pesquisa, os resultados mostraram que o cimento atua negativamente no
processo de carbonatação, interferindo na cura dessas argamassas. Mas, na prática, se observa
que o cimento em pequenas quantidades tem sido recomendado, pois, segundo os
pesquisadores, ajuda a aumentar ou facilitar a pega e a diminuir a tendência às fissuras iniciais
por contração do material.
28
Por outro lado, as argamassas de cal aérea, de composição mais próxima das
argamassas antigas, portanto mais capazes de assegurar uma compatibilidade estética e
funcional com os materiais pré-existentes, têm apresentado problemas de durabilidade,
principalmente quando expostas à chuva e, ainda mais, ao gelo. No entanto, chegaram até aos
nossos dias argamassas de cal com centenas e, até, milhares de anos, que se apresentam com
resistência e coesão superiores a muitas argamassas atuais e mesmo com capacidades de
impermeabilização superiores. As argamassas bastardas, intermédias entre estes dois extremos
(só de cimento e só de cal) procuram melhorar algumas características sem trazer os piores
inconvenientes (VEIGA, 2003).
Segundo Veiga (2005), as vantagens de se usar materiais à base de cal dizem
respeito ao fato de que envelhecem sem provocar danos, apresentam boa porosidade e
permeabilidade, resistência mecânica, inércia térmica e durabilidade, quando bem feitos e
mantidos. Devido ao grande volume de poros grandes, secam rápido, não retêm umidade e
deixam a parede respirar, o que impede a condensação da umidade nos ambientes, bem como
a desagregação das alvenarias pela cristalização dos sais no interior da parede (ocorrerá na
superfície, onde poderão ser retirados a seco).
As argamassas com pozolanas e com outros aditivos, minerais ou orgânicos,
procuram recuperar técnicas antigas e melhorar os desempenhos destas argamassas. No
entanto, muito há a aprender sobre os aditivos a usar e os campos de aplicação próprios de
cada uma. Por exemplo, a utilização indiscriminada da cal apagada com uma gordura tem
conduzido, inevitavelmente, a maus resultados, em determinadas circunstâncias, a par de
alguns casos de sucesso (VELOSA, 2002).
As argamassas pré-doseadas (confeccionadas em fábrica e disponíveis no mercado
nacional) têm composições muito variadas, e, em consequência, características e
comportamentos diversificados, pelo que terão sempre que ser avaliadas caso a caso. As
argamassas executadas com ligantes especiais, por exemplo, com cimentos com baixos teores
de sais solúveis, têm características próprias para determinados casos específicos e destinam-
se, normalmente, a juntas e não tanto a rebocos, devido a diferenças de aspecto significativas
(RODRIGUES, 2004).
Salienta-se ainda que estas soluções, apropriadas para a recuperação de rebocos em
edifícios históricos, são de amplo interesse, não só para o tratamento de imóveis antigos,
como para toda construção contemporânea, uma vez que o seu custo poderá ser menor que o
da argamassa utilizada atualmente nas construções.
29
A seguir, encontra-se o estado da arte dos principais resíduos minerais e orgânicos
utilizados na confecção de argamassas à base de cal e areia para restauração de edifícios
históricos.
2.2 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS MINERAIS E ADITIVOS ORGÂNICOS EM
ARGAMASSAS À BASE DE CAL E AREIA
2.2.1 Argamassa de cal aérea e pó de telha ou de tijolo
Estudos como o de Smeaton Project do English Heritage citados por Teutonico, McCaig,
Burns, e Ashurst (1994) sugerem que o pó de tijolo ou de telha traz benefícios porque
favorece o aumento da porosidade na argamassa, e ajuda na pega e na cura final, e,
dessa forma, melhora a capacidade de resistência aos sais. Agregados pozolânicos como o pó
de tijolo podem então resultar em material mais resistente aos problemas de umidade e sais,
pois, além dos aspectos positivos de um material poroso, podem ainda conter sílica e alumina
reativa, nos grãos inferiores a 0,075mm, conferindo propriedades hidráulicas à argamassa de
cal. De acordo com as Figuras 2.2, 2.3 e 2.4 pode se ver as misturas à base de pó de tijolo e cal
que foram utilizadas para recuperação e reintegração de núcleos e partes de alvenarias de pedra
e tijolo, bem como adobes, nas obras de restauro de São Miguel das Missões, RS.
Figura 2.2 - Moagem manual de pó de tijolo. Figura 2.3 - Testes com argamassas.
30
Figura 2.4 – Peneiramento do pó de tijolo (São Miguel das Missões, RS).
Estudos realizados por Branco (2003), a respeito da utilização de uma argamassa à
base de cal com adição de pó de tijolo para melhorar as suas características, principalmente
da resistência à compressão, retração e absorção por capilaridade comprovaram que
a retração das argamassas, observadas no próprio molde através da verificação dos seus
diâmetros antes de cada série de rompimento, foi inferior em todos os corpos de prova com
adição de pó de tijolo. Especificamente, supondo que os moldes tenham todos 50 mm de
diâmetro, os corpos de prova com cal apresentaram um diâmetro médio de 48,62 mm,
enquanto aqueles com pó de tijolo tiveram um valor de 49,61, representando uma redução no
seu diâmetro de 2,76 % e 0,78 %, respectivamente. O ensaio de absorção de água por
capilaridade dos corpos de prova foi realizado nos tempos de 1, 2, 5, 10, 15, 30 e 60
minutos. Apresentou a argamassa à base de cal com uma absorção 14,6% maior que o corpo
de prova com granulometria do pó de tijolo inferior a 0, 075 mm, o que pode estar associado a
reatividade pozolânica do material.
2.2.2 Argamassas de cal aérea com pozolanas naturais e artificiais
Para o fabrico de argamassas para conservação, similares às históricas, são utilizadas além das
pozolanas naturais de origem sedimentar (terra diatomácea, moler, gaize etc.) ou de origem
vulcânica (trass, pozolanas dos açores, pozalanas de Santo Antão, pozolanas Italianas, etc.)
algumas pozolanas artificiais, tais como: cinzas volantes, sílica de fumo e metacaulim
(VELOSA, 2006).
31
Segundo Camões et al. (2003), a utilização de cinzas volantes é benéfica em termos
de trabalhabilidade e durabilidade, mas tem algumas desvantagens devido às baixas
resistências iniciais obtidas. Nas argamassas de cal, as pozolanas naturais, e alguns dos
subprodutos industriais já referidos (cinzas volantes e sílica de fumo) quando utilizados em
substituição parcial do ligante, contribuem para um aumento substancial da resistência e
durabilidade destas argamassas, devido à sua elevada reatividade pozolânica.
Este conceito, segundo Velosa (2002), é geralmente definido como a capacidade de
formação de compostos hidráulicos a partir da reação com o hidróxido de cálcio, em presença
de água. A utilização bem sucedida destes subprodutos industriais nas argamassas de cal aérea
leva a pensar que o resíduo de vidro também poderá ser utilizado com este objetivo, devido à
sua composição favorável, exigindo-se que satisfaça os requisitos básicos para pozolana – de
granulometria inferior a 300 μm – ativando assim o comportamento pozolânico. Para tal será
necessário que a resistência mecânica destas argamassas seja superior à das argamassas de cal
aérea, mas não excessiva e que a permeabilidade ao vapor de água seja elevada, mantendo-se
moderada a absorção de água por capilaridade.
O Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa, Portugal vem
desenvolvendo estudos para à incorporação de materiais com reatividade pozolânica em
argamassas de cal, a fim de promover a utilização dessas argamassas, que apresentam
compatibilidade física e química com as argamassas antigas devido à sua composição similar
e comportamento mecânico muito diferente das argamassas de cimento, conseguindo-se assim
uma melhoria das suas características e ainda redução dos custos devido ao baixo preço da cal
como ligante (COLLEPARDI, 1990).
Em uma Pesquisa realizada por Velosa (2006), o vidro foi moído de forma a
obter a finura desejada, resultando uma superfície específica de 3060 cm2/g. Esta superfície
específica é inferior à das pozolanas de origem naturais (3250 cm2/g) e do pó de tijolo (3160
cm2/g), mas superior à das cinzas volantes (2500 cm
2/g). Este valor elevado pode ser atribuído
à forma alongada das suas partículas mais do que à sua finura.
Diante disso, os estudos confirmam que o incremento de resíduos de vidro em
argamassa de cal aérea obteve um aumento das resistências à flexão e à compressão com
condições de cura em ambiente seco, ou seja, colocação dos moldes numa sala à temperatura
de 23 ± 2ºC e umidade relativa de 50 ± 5% durante 2 dias, seguindo-se desmoldagem e
colocação nas mesmas condições até à data de realização dos ensaios. O coeficiente de
absorção capilar, para as argamassas com resíduos de vidro com condições de cura seca, foi o
mais baixo e próximo da argamassa de referência (cal e areia), o que vai de encontro ao
32
pretendido, ou seja, mantém-se a característica favorável de comportamento à água das
argamassas de cal, conseguindo-se assim obter a compatibilidade física.
2.2.3 Argamassa de cal aérea e cinza de casca de arroz
Estudos de Pinto et al (2007) reportam alguma hidraulicidade a argamassas de cal aérea com a
influência da finura de cinza da casca de arroz na reatividade pozolânica, atraves da avaliação
da resistência mecânica com incorporação de cinza com diferentes granulometrias obtidas por
recurso a moagem e peneiração da cinza comercial, após remoção das partículas de maior
dimensão que se encontravam mal calcinadas. O incremento da finura da cinza reduziu a
quantidade de água necessária para atingir a consistência desejada e os resultados obtidos
apontam para que o incremento da finura da cinza possa ser responsável pela redução da
retenção de água das argamassas.
Os valores da tensão de ruptura a compressão e flexão, bem como da velocidade de
propagação da onda ultrassônica registraram o incremento de resistência mecânica com o
aumento da sua finura.
2.2.4 Argamassa de cal aérea e metacaulim
Diante da necessidade de argamassas menos rígidas e com maior permeabilidade ao vapor de
água, a utilização de adições pozolânicas em argamassas para restauro tem sido tema de
muitas pesquisas. Alguns trabalhos mostram que argamassas a base cal e pozolana têm
apresentado comportamento e propriedades satisfatórios quando usadas em construções.
Rodrigues (2004) estudou propriedades de argamassas a base de cal e metacaulim para uso
em restauração de obras históricas.
Nos estudos foram dosados dois tipos de traço em massa de argamassa compostos
com cal/metacaulim/areia, utilizando dois tipos de metacaulim. Verificou-se uma diferença
entre as densidades de massas dos grupos I e II; as argamassas do grupo I, que possuem
proporção 1:1 de cal hidratada e de metacaulim, possuem densidade de massa menor que as
argamassas do grupo II, que possuem uma proporção 1:0,5 de cal hidratada e de metacaulim,
essa diferença é função da maior quantidade de cal hidratada, que possui maior densidade de
33
massa, em relação a quantidade de metacaulim, apesar da cal hidratada ter densidade menor.
Entre as argamassas do mesmo grupo, considera-se a diferença não significativa.
2.2.5 Aditivos orgânicos
As argamassas de cal hidratada com gorduras foram utilizadas durante centenas de anos e
com bons resultados. Há não muito tempo ressurgiu o interesse por este tipo de argamassa,
quer por razões de interesse histórico quer mesmo por motivos ligados à necessidade de uma
construção mais sustentável.
Os aditivos orgânicos podem estar presentes tanto nas argamassas de cal, quanto
nas tintas à base de cal. No passado, foram utilizados compostos orgânicos como, por
exemplo, polissacarídeos (mucilagem vegetal), proteínas (caseína do leite, clara de ovo), óleos
animais (peixe etc.), vegetais (linhaça) e gorduras (sebo). Também era comum adicionar
fibras vegetais (palha) e de animais (crina, estrume), as quais contribuem nas propriedades das
argamassas, influindo em sua trabalhabilidade e consistência, no controle das retrações, na
absorção e difusão da umidade e, por fim, na durabilidade e resistência final das argamassas
às intempéries. Ainda se misturavam, como aditivos hidráulicos, materiais pozolânicos que
modificavam a pega, a cura e outras propriedades das argamassas à base de cal (VENTOLÀ
et al., 2011).
Desde o meio da década de 90 que é comercializada em Portugal uma cal com a
designação de “cal D.Fradique”, que é produzida com incorporação de borra de azeite (oleína).
Esta cal teria surgido (segundo se pensa) devido às diligências do arquiteto Quirino da
Fonseca, que tinha sido incumbido de selecionar um ligante para as argamassas a serem
utilizadas nas obras de conservação das muralhas do Castelo de São Jorge, em Lisboa
(STOLZ, 2007).
Stolz (2007) estudou o comportamento de rebocos contendo cal D.Fradique no
revestimento de paredes de pedra e cal, tendo observado que embora os rebocos à base de cal
com gorduras (1:3), tenham uma elevada capacidade de impermeabilização, apresentam por
outro lado baixa resistência superficial e uma menor resistência ao arrancamento, que os
restantes dos rebocos à base de cal aérea e cimento (0;5:0,5:3) e cal hidratada (1:3). Pelo fato
que a cal aérea apresenta maior grau de compactação, conjugado com a presença de gordura,
contribui para retardar o fenômeno da carbonatação e logo o desenvolvimento da resistência.
34
Segundo Veiga (2003), a utilização indiscriminada de revestimentos à base de cal
hidratada com gordura tem, a par de alguns sucessos, conduzido também a maus resultados
(Figura 2.5). Uma explicação para os referidos insucessos pode ser o retardamento da
carbonatação, típico deste tipo de cal.
Figura 2.5 – Perda de coesão e erosão em argamassa recente de cal hidratada com gordura (VEIGA,
2003).
É importante saber se diferentes tipos de gorduras, como a de óleo de colza cuja
produção está prevista ser iniciada em Portugal a breve prazo, constituindo-se assim como um
aditivo de baixo custo, influenciam diferentemente o comportamento destas argamassas e
quais as gorduras que aperfeiçoam o desempenho de argamassas para conservação e restauração
(VIKAN e JUSTNES, 2006).
A capacidade impermeabilizante de argamassas de ligantes hidráulicos por
intermédio de óleos vegetais foi já estudada por outros autores, os quais referem que se
podem obter bons desempenhos com percentagens de óleo vegetal de apenas 0,5% e também
que o óleo de colza é o óleo mais barato, mais ainda que o azeite de oliva (VIKAN e
JUSTNES, 2006).
Segundo pesquisa realizada por Ventolà et al. (2011), misturas de cal, areia (usada
como um agregado) e de água com diferentes componentes orgânicos (polissacarídeos,
proteínas, cola animal e ácidos graxos) foram preparadas segundo métodos tradicionais
utilizados na América do Sul e México. A relação de Cal / agregado selecionados foi 1:3 em
volume, que é a razão mais comum citada na literatura (MALINOWSKI, 1981). As misturas de
argamassa foram preparadas usando a quantidade de água necessária para obter uma
consistência normal e uma boa trabalhabilidade (medida pelo teste de consistência). O peso
percentual dos aditivos foi de 5% em massa.
35
Os resultados do teste de resistência mecânica à tração e compressão revelaram que
o resultado mais significativo foi obtido utilizando-se cola animal, quando a resistência foi
aumentada por um fator de quase 2.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(a) amostra em branco; (b) caseína; (c) cola animal; (d) nopal como pó; (e) nopal como mucilagem; e
(f) azeite de oliva. Figura 2.6 – MEV de amostras de argamassas (VENTOLA et al. , 2010).
A micrografia da argamassa com azeite de oliva (Fig. 2.6f) é consistente com os
resultados da análise de porosidade, o que mostra ser a amostra com poros de tamanhos
menores. Uma observação interessante é que as argamassas contendo um aditivo, cristais
aciculares de aragonita, polimorfo do carbonato de cálcio (CaCO3), estão presentes (Fig. 2.6f,
c, d, e), a única exceção da caseína quando foi adicionada (Fig. 2.6b). Neste último caso,
mesmo quando a presença de aragonita foi confirmada por difração de raios X, a natureza do
cristal não foi acicular, indicando que a caseína determina a morfologia do cristal. O
crescimento de cristais aciculares de aragonita (CaCO3), devido à utilização de um aditivo,
pode ajudar a melhorar a consistência da argamassa e resulta em melhor resistência à
compressão.
Os resultados mais significativos obtidos pela experimentação são os seguintes:
36
- A adição de cola animal (um material de proteção) como aditivo aumentou a resistência
mecânica da argamassa (após 28 dias, muito provavelmente, a resistência seria maior com um
tempo mais longo). Isto pode ser importante para usos ocasionais em que a carga pode ser
aplicada ou para novas construções em que a carga incremental é aplicada para as
articulações, enquanto as paredes crescem.
- A frente de carbonatação foi melhorada significativamente pela adição de nopal tanto
como um pó e como mucilagem, principalmente material de um polissacarídeo. Em muitos
casos de recuperação, este é um fator importante para evitar a deterioração de argamassa após
a aplicação devido à chuva, a erosão ou por outro fator mecânico.
- O uso de azeite (um material gorduroso) como aditivo ajuda a reduzir o sistema de poros
pela metade (em percentagem do volume) e diminuiu o tamanho dos poros. Além disso, ele
melhora a impermeabilidade da argamassa, o que significa que ele pode ser usado em casos,
por exemplo, quando uma superfície à prova de água é necessária para proteger uma área
particular da chuva direta. Cola animal também reduziu o número e o tamanho dos poros,
embora de forma menos significativa.
Pesquisa realizada por Santiago (2011) utiliza o grude da Gurijuba como material
orgânico obtido da bexiga do peixe que leva este nome, tendo sido, possivelmente, utilizado
por séculos na construção artesanal, na região de Belém, PA. O referido estudo visa analisar a
influência da adição deste material nas propriedades físicas e mecânicas de argamassas de cal,
procedimento consagrado pela tradição oral. O grude foi adicionado às argamassas nos teores
de 2% e 5% em relação à massa de cal, sendo os seus resultados comparados à amostra de
referência (sem adição). Os resultados obtidos de resistência à tração na flexão e à
compressão simples apresentaram que a adição da cola produzida com o grude de gurijuba
aumentou consideravelmente a resistência mecânica das argamassas de cal, indicando uma
razoável capacidade aglomerante deste material, como, também, a presença do referido
aditivo reduziu a porosidade total e capilar das argamassas de cal, o que refletiu na redução da
absorção de água total e por capilaridade, o que mostra ser viável sua utilização em argamassa
de cal.
37
3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 ARGAMASSA DE REVESTIMENTO
As argamassas, segundo Shichieri et al. (2008), são materiais de construção resultantes da
adição de areia a uma pasta formada por aglomerante (cal ou cimento, por exemplo) e água.
Nas argamassas, o aglomerante é o constituinte ativo da mistura e a areia, além de ser um
material de enchimento, contribui com a estabilidade volumétrica, reduzindo a retração na
secagem. Nas argamassas de cal, a presença da areia, além de oferecer as vantagens
supracitadas, ainda facilita a passagem de anidrido carbônico do ar, que produz a
recarbonatação do hidróxido de cálcio.
A NBR 13529 (ABNT, 1995) define a argamassa para revestimento como sendo
uma mistura homogênea de agregado(s) miúdo(s), aglomerante(s) inorgânico(s) e água,
contendo ou não aditivos ou adições, com propriedades de aderência e endurecimento. Nesta
mesma norma brasileira são definidos outros termos usuais envolvendo o revestimento
executado à base de cimento e cal, ou ambos, quanto ao campo de sua aplicação. Podem-se
encontrar definições como:
- adições: materiais inorgânicos naturais ou industriais finamente divididos, adicionados às
argamassas para modificar as suas propriedades e cuja quantidade é levada em consideração
no proporcionamento;
- argamassa de cal: argamassa preparada com cal como único aglomerante;
- argamassa de cimento: argamassa preparada com cimento como único aglomerante;
- Revestimento: é o recobrimento de uma superfície lisa ou áspera com uma ou mais
camadas sobrepostas de argamassa, em espessura normalmente uniforme, apta a receber um
acabamento final.
3.1.1 Funções do revestimento de argamassa
Segundo Sabbatini (1984), os revestimentos de argamassas têm, em geral, as seguintes
funções:
- proteger as vedações e a estrutura contra a ação de agentes agressivos e, por conseqüência,
evitar a degradação precoce das mesmas, aumentar a durabilidade e reduzir os custos de
manutenção dos edifícios;
- auxiliar as vedações a cumprirem com as suas funções, tais como:
38
- isolamento termo-acústico, estanqueidade à água e aos gases e segurança ao fogo;
-estéticas, de acabamento e aquelas relacionadas com a valorização da construção ou
determinação do padrão do edifício.
3.1.2 Materiais constituintes da cal aérea
O principal produto da calcinação das rochas carbonatadas cálcicas e cálcio-
magnesianas é a cal virgem, também denominada cal viva. O termo cal virgem é o consagrado
na literatura brasileira e nas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas, para
designar o produto composto predominantemente por óxido de cálcio e óxido de magnésio,
resultantes da calcinação, à temperatura de 900 a 1200 °C, de calcários, calcários
magnesianos e dolomitos. Outro tipo de cal muito comum no mercado é a cal hidratada. Ela é
composta por um pó de cor branca resultante da combinação química dos óxidos anidros da
cal virgem com a água e por fim a cal curada. Neste processo, o hidróxido de cálcio Ca (OH)2
presente na argamassa hidratada reabsorve o anidrido carbônico presente no ar e se transforma
novamente em carbonato de cálcio (CaCO3), conforme a ordem representada na Tabela 3.1.
Tabela 3.1 Nomenclatura da cal aérea.
Nome comum Químico Mineralógico Fórmula
Calcário
Cal virgem ou cal viva
Cal hidratada ou apagada
Cal carbonatada (curada)
carbonato de cálcio calcita
óxido de cálcio
hidróxido de cálcio portlandita
carbonato de cálcio calcita
CaCO3
CaO
Ca (OH)2
CaCO3
3.1.3 Produção e ciclo da cal aérea
Muitas fontes de matéria-prima foram utilizadas para a produção da cal, tais como conchas
marinhas, corais e as rochas calcárias que apresentam alto conteúdo de carbonato de cálcio
(CaCO3). O ciclo da cal aérea corresponde às reações químicas e físicas que a forma inicial
do carbonato de cálcio sofre em três processos distintos. São eles os seguintes:
Calcinação: Queima do calcário ou outras fontes de matéria prima constituídas
principalmente por carbonato de cálcio (CaCO3). No processo, o carbonato de cálcio se
39
decompõe em temperaturas acima de 850/900ºC, o gás carbônico (CO2) é liberado e o
óxido de cálcio (CaO), comumente chamado de cal virgem, se forma como resíduo (Eq.2.1).
CaCO3 + calor (900ºC) → CaO + CO2 (2.1)
Hidratação: Reação do óxido de cálcio (CaO) com a água e formação do hidróxido
de cálcio Ca(OH)2, denominado cal hidratada. No processo, há uma reação com
desprendimento de calor (reação exotérmica). Passa a conter molécula de água em sua
estrutura cristalina (Eq.2.2).
CaO +H2O → Ca(OH)2 + calor (2.2)
3.1.4 Carbonatação - endurecimento
A cal hidratada, resultante da operação de extinção, é utilizada na preparação de argamassas
em mistura com areia ou outros agregados e água. O processo de endurecimento depois da
argamassa aplicada em obra ocorre quando o hidróxido de cálcio Ca(OH)2 entra em
contacto com o dióxido de carbono existente na atmosfera, originando a formação do
carbonato de cálcio e libertação de água.
Este processo é lento e ocorre do exterior para o interior, impondo uma certa
porosidade que permita a evaporação da água e a penetração do dióxido de carbono da
atmosfera.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2.3)
Assim, completa-se o designado ciclo da cal, como se pode ver no esquema da
Figura 3.1 9. Quando a cal aérea é misturada com água, o seu processo de endurecimento dá-
se como referido anteriormente, quando o hidróxido de cálcio Ca (OH)2 entra em contacto com
o dióxido de carbono da atmosfera (GUIMARÃES,1998).
40
Figura 3.1 - Ciclo da cal (GUIMARÃES, 1998).
A água contribui para garantir a capacidade aglutinante dos vários constituintes das
argamassas no estado fresco, mas também irá influenciar o processo de carbonatação descrito,
sendo responsável pela dissolução do dióxido de carbono. Contrariamente nas argamassas de
ligantes hidráulicos, em que o processo de endurecimento ocorre através da dissolução dos
silicatos e aluminatos de cálcio na água, provocando a hidratação destes elementos.
A cal é um aglomerante que desenvolve seu endurecimento através da
transformação da cal hidratada em carbonato de cálcio, por fixação do gás carbônico existente
no ar (processo de carbonatação).
Os tipos de cales empregados na produção das argamassas podem ser:
- cal virgem, sob a forma de óxidos de cálcio ou óxidos cálcio e magnésio, extinto em obra;
- cal hidratada, sob a forma de hidróxido de cálcio ou hidróxido de cálcio e magnésio.
Das matérias-primas encontradas no Brasil, podem-se produzir as cales indicadas
na Tabela 3.2.
41
Tabela 3.2 – Tipos de cales virgem e hidratadas brasileiras (GUIMARÃES, 1998).
Tipos de cales Teor de óxido de cálcio em relação aos óxidos totais
Cálcica 90 a 100%
Magnesiana 65 a 89%
Dolomítica 58 a 64%
A norma brasileira referente à cal hidratada é a NBR 7175 (1992). A quantidade de
CO2 no produto final ao lado do teor de óxidos não hidratados aparece como parâmetros
responsáveis pela classificação dos três tipos de cal (CH I, CH II e CH III). As Tabelas 3.3 e
3.4 apresentam uma síntese das exigências físicas e químicas para a cal produzida no país.
Tabela 3.3 – Exigências físicas da cal hidratada nacional NBR 7175 (1992).
Exigências
CH I
Tipo de cal hidratada
CH II
CH III
Finura Peneira 0,60 mm 0,5% 0,5% 0,5%
Peneira 0,075 mm 15% 15% 15%
Estabilidade Ausência de cavidades ou protuberâncias
Retenção de água 80% 80% 70%
Plasticidade 110 110 110
Incorporação de areia 2,5 2,5 2,2
Tabela 3.4 – Exigências químicas da cal hidratada segundo a NBR 7175 (1992).
Exigências Tipo de cal hidratada
CH I CH II CH III
% Anidrido carbono Na fábrica 5 5 13
(CO2) No depósito ou na
Obra 7 7 15
% Óxidos não hidratados 10 Sem exigências 15
% Óxidos totais na base de não voláteis
(CaO + MgO 88 88 88
O processo de maturação consiste em deixar a cal hidratada em contato com a água
por um período em torno de 24 horas, antes do emprego na argamassa. Acredita-se que esta
tradição teve seu início quando era empregada nas construções a cal virgem que,
necessariamente, deveria ficar em contato com a água antes do preparo da argamassa, para
que ocorresse a hidratação da mesma. No caso da cal hidratada industrialmente, este fato é
pouco provável, uma vez que, teoricamente, se a cal já está hidratada não há a necessidade de
nova hidratação. Atualmente pouco se sabe sobre qual a alteração que ocorre na estrutura da
42
cal durante o processo de maturação. Entretanto, existem relatos observados na rotina de
produção das argamassas, que apontam o favorecimento de algumas das propriedades no
estado fresco e endurecido. Segundo consta, a cal deixada em repouso em contato direto com
a água sob forma de pasta ou argamassa (mistura de cal e areia) apresenta uma melhora
quanto à facilidade de mistura, trabalhabilidade, devido ao estado de coesão interna que a Cal
proporciona, em função da diminuição da tensão superficial da pasta aglomerante e da adesão
às partículas de agregado (CINCOTTO et al.., 1995) e na retenção de água, porque auxilia no
desenvolvimento da hidratação em fases mais avançadas, evitando possíveis problemas de
fissuração ocasionados por retração, fatores estes com implicância direta no desempenho dos
sistemas de revestimento.
As argamassas que contém cal preenchem mais facilmente e, de maneira mais
completa, toda a superfície do substrato, propiciando maior extensão de aderência
(CARASEK et al.., 2001). Entretanto, cabe lembrar que o uso deste material deve ser
acompanhado de avaliações e ajustes prévios, uma vez que teores em excesso podem
influenciar negativamente no desempenho do sistema de revestimento, contribuindo,
principalmente, para o surgimento de fissuras ao longo do revestimento.
A cura de uma argamassa à base de cal ocorre em duas fases:
a) Evaporação da água da mistura, que resulta em uma contração de volume da massa;
b) Reação, relativamente lenta, do dióxido de carbono (CO2 ) com a cal hidratada.
Essa segunda reação é a que dá origem ao carbonato de cálcio e que resulta em um
aumento da resistência mecânica da argamassa.
3.1.5 Cal virgem e cal hidratada
Os calcários e os dolomitos quando calcinados à temperatura próxima de 1000º C, produzem
a cal virgem, pela perda de parte dos seus constituintes (anidrido carbônico – CO2 ). Calcinar
significa transformar o carbonato de cálcio (CaCO3 ), a uma temperatura elevada,em óxido de
cálcio (CaO).
Segundo a NBR 7175 (ABNT, 2003), a cal hidratada é um pó seco obtido pela
hidratação adequada da cal virgem, constituída essencialmente de hidróxido de cálcio ou de
uma mistura de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésios, ou ainda, de uma mistura de
hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio e óxido de magnésio.
Tradicionalmente, sempre se utilizou cal como um dos constituintes das argamassas.
Atualmente, com o uso de aditivos cada vez mais difundidos, a cal tem sido
43
abandonada em muitos casos. No entanto, sabe-se que essa prática afeta a durabilidade do
revestimento, como já observado em alguns países da Europa, como por exemplo, a França,
que tem a cal como um dos vários constituintes das argamassas (RAGO & CINCOTTO,
1999).
A cal, dentre todos os produtos de origem mineral, tem muitas aplicações tais
como, na construção civil, na indústria, nos serviços públicos, na proteção do meio ambiente,
nas comunicações, nos lares, nos escritórios, e também na obtenção de outros materiais
(GUIMARÃES, 2002).
Segundo Rago e Cincotto (1999), a cal no estado fresco propicia maior plasticidade
à argamassa, permitindo melhor trabalhabilidade e, conseqüentemente, maior produtividade
na execução do revestimento. Outra propriedade importante no estado fresco da cal é a
retenção de água, por não permitir a sucção excessiva de água pela base.
Segundo Carasek et al.. (2001), diversos estudos indicam que à medida que se
aumenta a percentagem de hidróxido de magnésio na composição da cal, em relação ao
hidróxido de cálcio, há também um aumento na capacidade de aderência da argamassa.
A cal tem importante função como material constituinte da argamassa, porém,
devido a grande quantidade de cal hidratada fornecida ao mercado consumidor com problemas
de qualidade (apesar da Norma Brasileira NBR 7175 (ABNT, 2003), especificar os requisitos
a serem atendidos pela cal hidratada), muitos produtos colocados no mercado não atendiam a
este documento publicado pela ABNT (CUKIERMAN et al.., 2003).
O Programa de Garantia da Qualidade da Cal para a Construção Civil foi
implementado em novembro de 1995, motivado pela falta de qualidade do grande número de
cal que abastece o mercado consumidor, o que vinha abalando a isonomia competitiva do
setor e prejudicando a imagem do produto junto aos usuários.
O consumidor estava deixando de acreditar na cal como aglomerante e
principalmente como bactericida e, com isso, estava colocando-o em descrença, tendo em
vista as inúmeras patologias verificadas quando da sua aplicação. Para corrigir esta situação, a
Associação Brasileira de Produtores de Cal – ABPC, programou o plano de qualidade.
3.2 AGREGADOS MIÚDOS
Segundo a NBR 7211 (ABNT, 2005), agregados miúdos são “agregados cujos grãos passam
pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de
44
malha de 150 μm, em ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR NM 248, com peneiras
definidas pela ABNT NBR NM ISO 3310-1”.
3.2.1 Caracterização do agregado miúdo
A distribuição granulométrica da areia influencia diretamente no desempenho da argamassa,
interferindo na trabalhabilidade e no consumo de água e aglomerantes, no estado fresco; no
revestimento acabado, exerce influência na fissuração, na rugosidade, na permeabilidade e na
resistência de aderência (ANGELIM et al.., 2003).
Segundo Cincotto e Carneiro (1999), foram os trabalhos de Fuller & Trompson
(1907), Furnas (1931) e de Anderegg (1931) que embasaram o desenvolvimento de curvas
granulométricas de argamassas, para ser estudada a influência do agregado nas suas
propriedades, ressaltando-se que nestes estudos a dosagem do aglomerante e do agregado foi
realizada a partir da curva.
Em geral, a areia é caracterizada pelo seu módulo de finura, especificações de
faixas granulométricas, ou selecionada a partir de normas, as quais especificam a
granulometria dentro de certas faixas. Não existe um consenso entre os autores nacionais, pois
curvas granulométricas distintas podem levar ao mesmo módulo de finura. Algumas vezes
utiliza-se também o coeficiente de uniformidade. O coeficiente de uniformidade traduz uma
continuidade na distribuição granulométrica da areia. É definida como sendo a relação entre
os diâmetros correspondentes à abertura da malha pela qual passam 60% e 10% em massa de
areia (CARNEIRO, 1999).
Tritão (1997) estudou a influência da composição granulométrica da areia,
recomendada em diferentes especificações, nas propriedades de argamassas de revestimento,
cujos resultados foram obtidos através da utilização do módulo de finura. Ainda, segundo o
mesmo autor, não existe qualquer relação significativa entre módulo de finura de diferentes
composições granulométricas originárias de uma mesma areia e o desempenho das
argamassas.
De acordo com Selmo (1989), os intervalos adotados para o módulo de finura (MF)
para classificação das areias são:
− MF < 2.0 - areia fina;
− 2.0 < MF < 3.0 - areia média;
− MF > 3.0 - areia grossa.
45
A areia não participa das reações químicas do endurecimento da argamassa,
interferindo no estado fresco pela composição granulométrica; o formato dos grãos influencia
na trabalhabilidade e na retenção de água; no estado endurecido, influencia nas resistências
mecânicas, na capacidade de deformação e na permeabilidade (CARNEIRO & CINCOTTO,
1999).
Segundo Carneiro et al. (1997), a areia de granulometria muito uniforme,
independentemente do formato dos grãos, compromete a trabalhabilidade da argamassa. Há
um conseqüente enrijecimento, impedindo o deslizamento dos grãos da areia entre si, com
demanda de um maior consumo de pasta.
Carneiro et al. (1997) utilizaram em seu trabalho a massa unitária da areia, definida
como sendo a quantidade de massa capaz de ser acomodada em um recipiente de volume
unitário. Salientam os autores ser um importante instrumento na seleção da granulometria das
areias. Neste trabalho concluiu-se que a massa unitária da areia é um parâmetro relevante no
estudo do desempenho da argamassa. Porém, sugerem os autores que estudos mais
aprofundados das curvas granulométricas da areia sejam realizados, a fim de se estabelecerem
melhores correlações com as propriedades das argamassas.
É importante ressaltar que o módulo de finura, a distribuição granulométrica e o
coeficiente de uniformidade desconsideram a forma dos grãos que, evidentemente, tem grande
influência no empacotamento dos grãos.
A Norma NBR 7211 (ABNT, 2005) – Agregados para concreto –Especificações,
que passou a vigorar a partir de 29/04/2005, criou novos limites de utilização para agregados
miúdos. Anteriormente esta norma classificava o agregado miúdo em muito fino (zona 1),
fino (zona 2), médio (zona 3) e grosso (zona 4). Agora, conforme o módulo de finura (MF)
classifica em zona utilizável inferior (MF varia de 1,55 a 2,20), zona ótima (MF varia de 2,20
a 2,90) e zona utilizável superior (MF varia de 2,90 a 3,50).
De acordo com a classificação de Selmo (1989), o agregado miúdo que se encontra
na zona utilizável inferior pode ser considerado como areia fina; aquele que se encontra na
zona ótima é uma areia média e aquele que se encontra na zona utilizável superior é uma areia
grossa.
3.2.2 Função dos agregados miúdos
Segundo Bauer (2000), os agregados miúdos têm três funções principais:
- prover o aglomerante de um material de enchimento relativamente econômico;
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46
- prover a pasta de partículas adaptadas para resistir às cargas aplicadas, ao desgaste
mecânico e à percolação da intempérie;
- Reduzir as variações de volume resultantes do processo de pega, endurecimento e
variações de umidade na pasta de cimento, cal e água.
3.2.3 Classificação dos agregados miúdos
Conforme definições de Bauer (2000), quanto à origem os agregados são classificados em:
- naturais: já encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização (areia de rio);
- artificiais: são os que necessitam de modificação textural para chegar à condição apropriada
ao seu uso, como é o caso da areia de origem da britagem das rochas como basaltos, calcários,
sílex, pórfiros, arenitos quartzitos e gnaisses.
3.3 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS
3.3.1 Consistência
Segundo Cincotto et al.. (1995) consistência é a propriedade pela qual a argamassa no estado
fresco tende a resistir à deformação. Diversos autores classificam as argamassas, segundo a
consistência, em secas (a pasta preenche os vazios entre os grãos), plásticas (a pasta
forma uma fina película e atua como lubrificante na superfície dos grãos dos agregados) e
fluidas (os grãos ficam imersos na pasta). A consistência é diretamente determinada pelo
conteúdo de água, sendo influenciada pelos seguintes fatores: relação água/aglomerante,
relação aglomerante/areia, granulometria da areia, natureza e qualidade do aglomerante.
Em geral, nas argamassas de consistência plástica a fluida pode se manifestar a
exsudação de água, que é uma propriedade que também interfere na trabalhabilidade,
exigindo misturas freqüentes para homogeneização do material e pode interferir na
capacidade de adesão da argamassa ao ser lançada contra a base (SELMO, 1989).
Para a avaliação da consistência da argamassa é utilizada tradicionalmente no
Brasil a mesa de consistência (flow table) prescrita pela NBR 7215 (ABNT, 1996) e são
realizados procedimentos de ensaio para determinação do índice de consistência prescrito pela
NBR 13276 (ABNT, 1995). Entretanto, apesar da grande utilização, este é um dos ensaios
mais criticados, pois vários são os autores que comentam que a mesa não tem sensibilidade
para medir a reologia da argamassa (GOMES et al., 1995; YOSHIDA & BARROS, 1995;
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47
CAVANI et al., 1997; PILLEGI, 2001; JOHN, 2003; NAKAKURA, 2003; BAUER et al.,
2005; ANTUNES, 2005).
Segundo Bauer et al. (2005), atualmente existem equipamentos sofisticados que
permitem uma avaliação mais ampla do comportamento reológico de argamassas, fornecendo
inclusive os parâmetros fundamentais (viscosidade e tensão de escoamento). Estes
equipamentos não são amplamente utilizados nos laboratórios de tecnologia das argamassas,
devido, em primeiro lugar, ao seu elevado custo e, em segundo lugar, a algumas dificuldades
operacionais.
3.3.2 Trabalhabilidade
Esta propriedade relaciona-se principalmente à consistência. Em termos práticos, a
trabalhabilidade significa facilidade de manuseio. Pode-se dizer que uma argamassa é
trabalhável, de um modo geral, quando ela distribui-se facilmente ao ser assentada, não gruda
na ferramenta quando está sendo aplicada, não segrega ao ser transportada, não endurece em
contato com superfícies absortivas e permanece plástica por tempo suficiente para que a
operação seja completada (SABBATINI, 1984).
Na construção civil, termos como trabalhabilidade, consistência, coesão e
plasticidade são usados para descrever o comportamento de matérias como argamassas e
concretos no estado fresco. A consistência é, sem dúvida, uma das propriedades que mais
influencia a trabalhabilidade, sendo esta influenciada por uma série de fatores, tanto internos
(reflexo dos materiais constituintes) como externo (reflexo do processo de aplicação).
Em resumo, é certo que a trabalhabilidade reflete a facilidade do operário durante
as operações de manuseio e aplicação das argamassas. Em geral, uma falta de trabalhabilidade
da argamassa é traduzida em aspectos como uma argamassa áspera, muito seca ou muito
fluida, com segregação e exsudação excessiva, com dificuldade de espalhar sobre a base de
aplicação, falta de adesão inicial e em certas dificuldades para início das operações de
acabamento.
Avaliar, quantificar e prescrever valores de trabalhabilidade das argamassas por
meio de ensaios é uma tarefa muito difícil, uma vez que ela depende não só das características
intrínsecas da argamassa, mas também da habilidade do pedreiro que esta executando o
serviço e de várias propriedades do substrato, além da técnica de aplicação (CASCUDO et al.,
2005).
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48
3.3.3 Coesão e tixotropia
A coesão, segundo Cincotto et al. (1995), refere-se às forças físicas de atração existentes entre
as partículas sólidas da argamassa no estado fresco e às ligações químicas da pasta
aglomerante. Ainda, segundo os autores, a influência da cal sobre a consistência e a
trabalhabilidade das argamassas provém das condições de coesão interna que a mesma
proporciona, em função da diminuição da tensão superficial da pasta aglomerante e da adesão
ao agregado.
A tixotropia é a propriedade pela qual um material sofre transformações isotérmicas
e reversíveis do estado sólido para o estado gel (SELMO, 1989). O estado gel, no caso das
argamassas, diz respeito à massa coesiva de aglomerante na pasta, mais densa após a
hidratação (CINCOTTO et al., 1995).
3.3.4 Plasticidade
É a propriedade pela qual a argamassa no estado fresco tende a conservar-se deformada após a
redução das tensões de deformação. De acordo com Cincotto et al. (1995), a plasticidade e a
consistência são as propriedades que efetivamente caracterizam a trabalhabilidade, e são
influenciadas pelo teor de ar aprisionado, natureza e teor de aglomerantes e pela intensidade
de mistura das argamassas.
Segundo Cascudo et al. (2005), a plasticidade adequada para cada mistura, de
acordo com a finalidade e forma de aplicação da argamassa, demanda uma quantidade ótima
de água a qual significa uma consistência ótima, sendo esta função do proporcionamento e
natureza dos materiais.
3.3.5 Retenção de água
A retenção de água é a capacidade da argamassa no estado fresco de manter sua consistência
ou trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam perda de água por evaporação,
sucção do substrato ou pela hidratação do cimento e carbonatação da cal (CINCOTTO et al.,
1995).
Segundo Rosello citado por Selmo (1989) as argamassas tendem a conservar a água
necessária para molhar as partículas dos aglomerantes e do agregado miúdo e a água em
excesso é cedida facilmente, devido à absorção do substrato. CaraseK (1996), constatou em
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49
seus experimentos utilizando argamassas com diferentes retenções de água aplicadas em
diferentes tipos de substratos, que aquelas com menores capacidades de retenção de água
produziam maior resistência de aderência do revestimento.
3.3.6 Adesão inicial
A adesão inicial da argamassa no estado fresco ao substrato é a propriedade que caracterizará
o comportamento futuro do conjunto substrato/revestimento quanto ao desempenho
decorrente da aderência (CINCOTTO et al., 1995).
Segundo Rosello (1976), a adesão inicial ou a aderência da argamassa no estado
fresco ao substrato a revestir deve-se, em principio, às características reológicas da pasta
aglomerante; a baixa tensão superficial da pasta, sendo função inversa do consumo de
aglomerantes, é o que propicia a sua adesão física ao substrato, assim como aos próprios grãos
do agregado miúdo.
São fatores essenciais para uma boa aderência inicial da argamassa as condições de
limpeza do substrato, isentos de poeiras, partículas soltas e gorduras.
3.3.7 Aderência no estado endurecido
Segundo Sabbatini (1984), aderência da argamassa ao substrato pode ser definida como sendo
a capacidade que a interface substrato/argamassa possui de absorver tensões tangenciais
(cisalhamento) e normais (tração) a ela, sem romper-se.
Ainda, segundo o autor, não existe uma correspondência biunívoca entre um dado
parâmetro e a capacidade de aderência. Por exemplo, aumentando o teor relativo de cimento
no aglomerante pode-se aumentar ou diminuir a capacidade de aderência, dependendo das
características do substrato.
Taha e Shrive (2001) descreve que a aderência à alvenaria se desenvolve segundo
dois mecanismos:
- aderência química: a resistência de aderência advém de forças covalentes ou forças de Van
der Waals, desenvolvidas entre a unidade de alvenaria e os produtos da hidratação do
cimento;
- aderência mecânica: formada pelo intertravamento mecânico dos produtos da hidratação do
cimento, transferidos para a superfície dos poros dos blocos de alvenarias devido ao efeito da
sucção ou absorção capilar.
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50
Patologias tais como o descolamento em placas que ocorre junto à interface
argamassa/substrato, podem ser relacionadas com a inadequada condição do substrato para
possibilitar a penetração da pasta de aglomerante em seus poros, como por exemplo, base
impregnada com pulverulência e com gordura (CARVALHO JR. et al., 2005).
De acordo com Gonçalves (2004), fatores como processo de execução do
revestimento, materiais utilizados e condições climáticas respondem por uma variabilidade de
até 33% nos resultados do ensaio de aderência. Ainda, segundo o autor, os resultados do
ensaio de resistência de aderência à tração devem ser analisados em relação ao tipo de ruptura
ocorrido, visto que tanto o fato de romper na interface argamassa/substrato (aderência pura)
quanto no interior dos materiais (falha de estruturação interna) representam fraturas no
sistema de revestimento.
A aderência é significativamente influenciada pelas condições da base, como a
porosidade e a absorção de água, a resistência mecânica, a textura superficial e pelas
condições de execução do revestimento. A capacidade de aderência da interface
argamassa/substrato depende, ainda, da capacidade de retenção de água, da consistência e do
teor de ar aprisionado da argamassa. Segundo Silva et al. (2005), a aderência é influenciada
favoravelmente pelo teor de finos do agregado miúdo.
A NBR 15258 (ABNT, 2005), vigente a partir de Outubro de 2005, propõe
procedimentos de ensaio para determinação da resistência de aderência à tração. Esta norma
introduz o conceito de aderência potencial, estabelecendo um substrato-padrão para a
aplicação das argamassas de modo a minimizar a influência da base na aderência, buscando
assim avaliar apenas a contribuição da argamassa na resistência de aderência à tração
(ANTUNES, 2005).
3.3.8 Elasticidade
Segundo Sabbatini (1984), elasticidade é a capacidade que a argamassa no estado endurecido
apresenta em se deformar sem apresentar ruptura quando sujeita a solicitações diversas, e de
retornar à dimensão original inicial quando cessam estas solicitações. De acordo com
Cincotto et al. (1995), a elasticidade é, portanto, uma propriedade que determina a ocorrência
de fissuras no revestimento e, dessa forma, influi decisivamente sobre o grau de aderência da
argamassa à base e, conseqüentemente, sobre a estanqueidade da superfície e sua
durabilidade.
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51
A capacidade do revestimento de absorver deformações pode ser avaliada através
do módulo de elasticidade, que pode ser obtido através do método estático ou dinâmico.
Quanto menor o valor do módulo, maior será a capacidade do revestimento de absorver
deformações.
Segundo Gomes (1997), graças aos estudos realizados por inúmeros pesquisadores
como Boyle, Mersenne, Arago, Humboldt, Gay Lussac, Kundt, entre outros, Lord Rayleigh
em 1877 correlacionou a velocidade de propagação de onda sonora que se propaga através de
um determinado corpo com o módulo de elasticidade do material que o constitui. As normas
que descrevem procedimentos para realização dos ensaios para determinação da velocidade de
propagação de onda ultrassônica para avaliação da qualidade do concreto são a NBR 8802
(ABNT, 1994) – Determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica e a NM 58
(ABNT, 1996) de mesmo título.
O método e os procedimentos de ensaios mais adequados para determinação do
módulo de elasticidade vêm sendo amplamente discutidos por diversos pesquisadores
(GODOY & BARROS, 1999; GOMES, 1997; BASTOS, 2001; NAKAKURA, 2003).
Em 23/09/2005 realizou-se em São Paulo-SP, na sede da Associação Brasileira de
Cimentos Portland (ABCP) e da Associação Brasileira de Argamassas Industrializadas
(ABAI) o I WORKSHOP para apresentação de resultados de pesquisas sobre módulo de
elasticidade, realizado por pesquisadores do Consórcio Setorial para Inovação em Tecnologia
de Revestimentos de Argamassa (CONSITRA).
Este consórcio foi criado em Maio de 2004, com o objetivo de desenvolver, no
âmbito dos revestimentos, novas tecnologias pautadas por atributos como confiabilidade,
produtividade, durabilidade e custo compatível com o mercado nacional. São integrantes do
consórcio a Associação Brasileira de Argamassa Industrializadas (ABAI), a Associação
Brasileira de Cimento Portland (ABCP), o Sindicato da Indústria da Construção Civil do
Estado de São Paulo (Sinduscon-SP), a Associação Brasileira das Empresas de Tecnologia da
Construção Civil (Abratec), a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e a
Universidade Federal de Goiás. Neste encontro definiu-se que o método que será adotado para
obtenção do módulo de elasticidade é o dinâmico, baseado na determinação da velocidade de
onda ultrassônica.
Esse tipo de ensaio, por não ser destrutivo e de fácil execução, vem sendo utilizado
em muitos países do mundo.
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52
3.4 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGAMASSAS
A NBR 13530 (ABNT, 1995) descreve a classificação das argamassas segundos vários
critérios:
- quanto à natureza do aglomerante: argamassa aérea e hidráulica;
- quanto ao número de aglomerantes: argamassa simples e mista;
- quanto ao tipo de aglomerante: argamassa de cal, de cimento e de cimento e cal;
- quanto à função do revestimento: argamassa de chapisco, de emboço e de reboco;
- quanto à forma de preparo ou fornecimento: argamassa dosada em central, preparada em
obra, industrializada e mistura semipronta para argamassa;
- quanto a propriedades especiais: argamassa aditivada, de aderência melhorada, colante,
redutora de permeabilidade, de proteção radiológica, hidrófuga e termoisolante.
Usualmente nas obras utilizam-se as argamassas de cal, argamassas de cimento e
areia e as argamassas de cimento, cal e areia, mais conhecidas como argamassas mistas.
3.4.1 Argamassa de cal
Este tipo de argamassa é composta por cal, agregado miúdo e água. A pasta de cal preenche
os vazios entre os grãos do agregado miúdo, melhorando a plasticidade e a retenção de água.
A argamassa de cal recebe usualmente o nome de argamassa intermediária, pois quando se
utiliza a cal virgem este tipo de argamassa é utilizado para a maturação da cal, para
posteriormente ser misturado o cimento.
3.4.2 Argamassa de cimento
A argamassa de cimento Portland é composta, essencialmente, por cimento, agregado miúdo e
água. Adquire elevada resistência mecânica em pouco tempo,porém, tem pouca
trabalhabilidade e baixa retenção de água. Este tipo de argamassa tem emprego específico
para certas situações, como por exemplo na confecção de pisos como argamassa armada,
sendo raramente utilizadas em revestimentos de alvenaria. É muito utilizada na confecção de
chapisco para ser aplicada nas paredes de alvenaria e estruturas de concreto para aumentar a
resistência de aderência do revestimento de argamassas mistas.
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53
3.4.3 Argamassa mista
Este tipo de argamassa utiliza basicamente cimento, cal, agregado miúdo e água. Segundo
Sabbatini (1984), os ingleses utilizam a proporção 1 : 3 (aglomerante : areia seca) em volume
como traço básico, pois partem do princípio de que com esta proporção os vazios da areia são
preenchidos pela pasta aglomerante (cimento e cal). Esta proporção é muito utilizada também
no Brasil, como os tradicionais traços em volume 1: 1: 6 (cimento: cal: areia) para
revestimentos externos e 1: 2: 9 para revestimentos internos.
3.5 DOSAGEM DAS ARGAMASSAS
O adequado desempenho das argamassas depende fundamentalmente da correta escolha dos
materiais e de seu proporcionamento, cujas operações são denominadas de dosagem (LARA
et al., 1995).
Segundo Carneiro (1999), usualmente a composição e a dosagem das argamassas
adotadas no Brasil são feitas com base em traços (massa ou volume) descritos ou
especificados em normas internacionais ou nacionais, como Associação Brasileira de Normas
Técnica (ABNT) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e cadernos de
encargos. De acordo com o mesmo autor, para argamassas de revestimentos tem-se adotado
com mais freqüência os traços de dosagem 1 : 1 : 6 (cimento : cal : areia) e 1 : 2 : 9, em
volume, numa proporção aglomerante : agregado de 1 : 3 ou 1 : 4. A escolha de um desses
traços está de acordo com o desempenho esperado da argamassa ao longo do tempo, ou seja,
sua durabilidade. No entanto, na prática identifica-se o emprego de traços mais pobres, como
1 : 4 a 1 : 9 (aglomerante :agregado), como constataram Campiteli et al. (1995), não dando
qualidade ao revestimento.
Embora na presente década os textos normativos sobre revestimentos de argamassa
tenham passado por uma grande evolução, constata-se que a NBR 7200 (ABNT, 1998)
suprimiu toda e qualquer indicação de traços ou consumos empíricos para a produção de
argamassas de revestimentos. As perspectivas são de mudança quanto aos procedimentos para
a dosagem de argamassas e as publicações nacionais são ainda divergentes, como se constata
pela análise dos trabalhos de Sabbatini et al. (1988), Selmo (1989), Campiteli et al. (1995),
Lara et al. (1995), entre outros.
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3.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS
3.6.1 Classificação segundo NBR 13281
A norma NBR 13281 (ABNT, 1995) – Argamassa para assentamento e revestimento de
paredes e tetos – Requisitos, estabelecia exigências mecânicas e reológicas para as argamassas
dosadas em obra ou industrializadas, a saber:
− resistência à compressão aos 28 dias (MPa) – NBR 13279 (ABNT, 1995);
− capacidade de retenção de água (%) – NBR 13277 (ABNT, 1995);
− teor de ar incorporado – NBR 13278 (ABNT, 1995).
A partir de 31 de Outubro de 2005, a norma reformulada NBR 13281(ABNT, 2005)
com o mesmo título, entrou em vigor, ampliando para sete os requisitos para as argamassas:
P – resistência à compressão (MPa) – NBR 13279 (ABNT, 2005);
M – densidade de massa aparente no estado endurecido (kg/m3) – NBR 13280 (ABNT,
2005);
R – resistência à tração na flexão (MPa) – NBR 13279 (ABNT, 2005);
C – coeficiente de capilaridade (g/dm2/min1/2) – NBR 15259 (ABNT, 2005);
D – densidade de massa no estado fresco (kg/m3) – NBR 13278 (ABNT, 2005);
U – retenção de água (%) – NBR 13277 (ABNT, 2005);
A – resistência potencial de aderência à tração (MPa) – NBR 15258 (ABNT, 2005).
Cada requisito foi subdividido em 6 classes, exceto a resistência potencial de
aderência à tração, que foi subdividida em 3 classes. As argamassas são classificadas
conforme as características e propriedades apresentadas na Tabela 3.5. Caso haja
sobreposição entre faixas, deve ser considerado o desvio de cada ensaio e, caso o valor fique
no meio de duas faixas, adota-se a maior como classificação.
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Tabela 3.5 – Classificação de argamassas de assentamento e revestimento de paredes e
tetos segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Classes P M R C D U A MPa kg/m³ MPa g/dm²/min½ kg/m³ % MPa
1 ≤ 2,0 ≤ 1200 ≤ 1,5 ≤ 1,5 ≤ 1400 ≤ 78 ≤ 0,20 2 1,5 a 3,0 1000 a 1400 1,0 a 2,0 1,0 a 2,5 1200 a 1600 72 a 85 ≥ 0,20
3 2,5 a 4,5 1200 a 1600 1,5 a 2,7 2,0 a 4,0 1400 a 1800 80 a 90 ≥ 0,30
4 4,0 a 6,5 1400 a 1800 2,0 a 3,5 3,0 a 7,0 1600 a 2000 86 a 94 -
5 5,5 a 9,0 1600 a 2000 2,7 a 4,5 5,0 a 12,0 1800 a 2200 91 a 97 -
6 > 8,0 > 1800 > 3,5 > 10,0 > 2000 95 a 100 -
A classificação das argamassas segundo a NBR 13281 passou a adotar o corpo de
prova prismático 40 mm x 40 mm x 160 mm e incluiu o ensaio de resistência à tração na
flexão. O ensaio para determinação do coeficiente de capilaridade utiliza a NBR 15259
procedimentos de ensaios semelhantes ao descrito pela norma CSTB 2669-4 (1993).
A ABNT não incluiu o ensaio de módulo de elasticidade, pois ainda não existe
norma brasileira e por estarem em discussão os procedimentos de ensaios, conforme foi
apresentado no item 3.3.8. Apesar da norma NBR 13281 (ABNT, 2005) exigir que venha
impressa nas embalagens das argamassas industrializadas a indicação do tipo de argamassa
(revestimento interno, revestimento externo, assentamento de alvenaria de vedação etc.), não
deixa claro o requisito e a classe que deve ser exigida para cada utilização. A norma NBR
13749 (ABNT, 1996) estabelece os limites de resistência de aderência à tração para emboço e
camada única, conforme estão apresentados na Tabela 3.6.
Tabela 3.6 – Limites de resistência de aderência à tração para emboço e camada única
segundo a norma NBR 13749 (ABNT, 1996).
Local Acabamento Resistência de
aderência à
tração (MPa)
Parede Interna
Pintura ou base para reboco ≥ 0,20 Cerâmica ou laminado ≥ 0,30
Externa Pintura ou base para reboco ≥ 0,30 Cerâmica ≥ 0,30
Teto ≥ 0,20
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3.7 CLASSIFICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS
As camadas de argamassas de revestimentos, segundo Sabbatini (1984), recebem as seguintes
denominações:
3.7.1 Emboço
O emboço, também conhecido por massa grossa, é uma camada cuja principal função é a
regularização da superfície de alvenaria, devendo apresentar espessura média entre 15 mm e
25 mm. É aplicado diretamente sobre a base previamente preparada (com ou sem chapisco) e
se destina a receber as camadas posteriores do revestimento (reboco, cerâmica, ou outro
revestimento final). Para tanto, deve apresentar porosidade e textura superficiais compatíveis
com a capacidade de aderência do acabamento final previsto. Ambas são características
determinadas pela granulometria dos materiais e pela técnica de execução.
3.7.2 Reboco
O reboco, ou massa fina, é a camada de acabamento dos revestimentos de argamassa. É
aplicada sobre o emboço, e sua espessura é apenas o suficiente para constituir uma película
contínua e íntegra sobre o emboço, com no máximo 5 mm de espessura. É o reboco que
confere a textura superficial final aos revestimentos de múltiplas camadas, sendo a pintura,
em geral, aplicada diretamente sobre o mesmo.
Portanto, não deve apresentar fissuras, principalmente em aplicações externas. Para
isto, a argamassa deverá apresentar elevada capacidade de acomodar deformações.
3.7.3 Massa única
A massa única, ou emboço paulista, é o revestimento com acabamento em pintura executado
em uma única camada. Neste caso, a argamassa utilizada e a técnica de execução deverão
resultar em um revestimento capaz de cumprir as funções tanto do emboço quanto do reboco,
ou seja, regularização da base e acabamento.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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3.7.4 Chapisco
O chapisco não é considerado como uma camada de revestimento. É um procedimento de
preparação da base, de espessura irregular, sendo necessário ou não, conforme a natureza da
base. O chapisco tem por objetivo melhorar as condições de aderência da primeira camada do
revestimento ao substrato, em situações críticas basicamente vinculadas a dois fatores:
1. limitações na capacidade de aderência da base: quando a superfície é muito lisa ou com
porosidade inadequada, por exemplo concreto ou substrato com capacidade de sucção
incompatíveis com a aderência do revestimento;
2. revestimento sujeito a ações de maior intensidade: os revestimentos externos em geral e
revestimentos de teto.
3.8 CARACTERÍSTICAS DAS ARGAMASSAS DE SUBSTITUIÇÃO PARA REBOCOS
DE EDIFÍCIOS ANTIGOS
3.8.1 Características dos rebocos antigos
Os rebocos dos edifícios antigos são elementos fundamentais da estrutura edificada, pois
desempenham um importante papel na proteção das alvenarias. Por se encontrarem
particularmente expostos às ações de degradação, estes revestimentos deverão proteger o
suporte de ações mecânicas (choque) ou ações químicas (poluição e sais solúveis) e climáticas
(chuva e vento). Além disso, deles também depende o aspecto estético dos edifícios, sendo,
portanto natural que sejam objeto de ações de conservação (RODRIGUES, 2004).
Os revestimentos mais utilizados nas paredes de edifícios antigos estão intimamente
relacionados com os materiais usados na construção da própria parede, visando manter a
compatibilidade dos materiais utilizados. Estes revestimentos baseavam-se em rebocos de
argamassas de areia e cal aérea e possuindo as seguintes características, que as tornavam
adequadas ao respectivo suporte:
• boa aderência ao suporte;
• fraca resistência mecânica;
• boa porosidade;
• boa trabalhabilidade.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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Todas estas características são de extrema importância para o bom desempenho do
revestimento, possibilitando assim um resultado final compatível com a durabilidade. Em
edifícios antigos, principalmente os monumentos, devido não só ao seu valor histórico como
estético, deve-se optar pela conservação dos revestimentos existentes e não pela sua
substituição, uma vez que, do ponto de vista da ética da conservação, esta é a opção mais
correta. Porém, os rebocos antigos apresentam por vezes anomalias superficiais, como por
exemplo, fissuras, sujidade, lacunas resultantes de destacamentos pontuais considerados sãos.
Assim, quando os rebocos se apresentam coesos, aderentes ao suporte e com resistências
razoáveis, é aconselhável mantê-los, recorrendo a reparações pontuais necessárias, de forma a
restituir as suas funções. No entanto, se o estado de degradação for mais avançado, a
reparação poderá ser feita recorrendo para tal a técnicas de consolidação, com o objetivo de
repor a capacidade resistente inicial. Quando o estado de degradação é profundo e elevado e
não é possível preservá-lo totalmente, existe a necessidade de se efetuar uma substituição
parcial ou a total por argamassas adequadas, procurando manter a compatibilidade com os
materiais pré-existentes (VEIGA, 2008).
Contudo, com o desenvolvimento de novas tecnologias e de novos materiais,
nomeadamente os ligantes hidráulicos, a utilização da cal aérea foi perdendo a tradição que
tinha ao longo de séculos, com a perda gradual do conhecimento de técnicas e métodos de
preparação de argamassas em obra. Por outro lado, o ritmo a que se constrói atualmente é
muito superior ao da construção de outrora. Desta forma, passaram a aplicar argamassas
muito retráteis, com módulos de elasticidade muito elevados, algumas delas inadequadas a
suportes que apresentam alguns movimentos diferenciais ao longo do tempo, ou seja, baixa
capacidade para acompanhar esses movimentos, o que implica com frequência retração
significativa do reboco, e correspondente fissuração (PINHO, 2000).
3.8.2 Exigências funcionais gerais dos rebocos
As exigências funcionais exigidas às argamassas para edifícios antigos são significativamente
diferentes das requeridas às argamassas para utilizar em edifícios novos, devido ao fato de as
paredes antigas possuírem uma constituição e um modelo de funcionamento relativamente à
água diferente das paredes dos edifícios atuais. Com efeito, as argamassas utilizadas nos
edifícios atuais, à base de cimento, são menos porosas e menos permeáveis à água e
apresentam não permeabilidade ao vapor muito inferior ao de uma argamassa de cal aérea.
Pelo contrário, as paredes antigas são porosas, mais espessas e sem cortes de capilaridade, o
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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que as faz absorver água proveniente das fundações. Esta água sobe por capilaridade,
principalmente durante os períodos mais úmidos, mas é rapidamente expulsa por evaporação.
Os revestimentos antigos apresentam diversas camadas, frequentemente três com finalidades
diferentes (PINTO, 2006,2007):
• camada de aderência ao suporte - emboço;
• camada intermediária de regularização do suporte - reboco;
• camada final de acabamento e decoração - esboço.
Normalmente as camadas internas tinham granulometria mais grosseira que as
externas, a deformabilidade e a porosidade iam aumentando das camadas internas para as
externas, promovendo assim um bom comportamento às deformações estruturais e à água.
Cada uma das camadas mencionadas pode, por sua vez, ser constituída por subcamadas.
Assim, para a mesma espessura total, camadas finas e em maior número conferem uma
melhor capacidade de proteção e uma durabilidade superior quando comparado com uma
única camada espessa. É de salientar que a composição relativa dessas camadas, o seu
número, a respectiva espessura e a tecnologia de aplicação são aspectos tão importantes como
os materiais utilizados.
As funções fundamentais a desempenhar pelos rebocos são, essencialmente, a
regularização das imperfeições das paredes de alvenaria, com a finalidade de criar uma
superfície uniforme, o acabamento dos paramentos e a proteção da envolvente dos edifícios
formando uma barreira à ação dos agentes externos potencialmente deteriorantes. No caso dos
revestimentos exteriores, a função de proteção mais importante é a impermeabilização das
fachadas, ou seja, contribuir para a estanqueidade do conjunto parede – revestimento
(MAGALHÃES et al., 2003).
Para garantir as funções que lhes são exigidas, os requisitos mais significativos a
estabelecer aos revestimentos de paredes exteriores são: aderência ao suporte; resistência à
fendilhação; capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada, capacidade de
permitir a expulsão do vapor de água formado no interior e da água infiltrada por evaporação;
aspecto estético; durabilidade face às ações externas, nomeadamente às ações climáticas (no
caso dos revestimentos exteriores) (KANAN, 2008).
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3.8.3 Requisitos dos rebocos de restauração
As argamassas destinadas à conservação de edifícios antigos têm como principal função a
proteção dos suportes onde são aplicadas. Assim, é essencial que estas sejam compatíveis
com os materiais existentes no edifício. Esta compatibilidade é complexa e envolve diversos
aspectos, tanto em termos mecânicos (choque, erosão), como do ponto de vista físico
(absorção capilar, permeabilidade ao vapor) e químico (sais solúveis). Deste modo, torna-se
fundamental a satisfação de determinados requisitos gerais:
• não contribuir para a degradação dos materiais pré-existentes, nomeadamente
as alvenarias antigas;
• proteger as paredes das ações externas;
• ser reversível, ou, pelo menos, reparável;
• ser durável (e contribuir para a durabilidade do conjunto);
• não prejudicar a apresentação estética e visual da arquitetura, nem
descaracterizar o edifício.
Para a verificação dos dois primeiros requisitos devem ser cumpridas exigências
relacionadas com os seguintes aspectos:
• bom comportamento à água (oferecer alguma resistência à penetração da água
até ao suporte e facilitar a sua secagem);
• ter alguma resistência mecânica mas não transmitir tensões excessivas ao
suporte;
• não introduzir sais solúveis no suporte.
Para cumprir o terceiro e quarto requisito devem ser satisfeitas as seguintes
exigências:
• alguma resistência mecânica, mas inferior à dos tipos de suportes sobre os
quais se prevê que possam vir a ser aplicados;
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• aderência ao suporte suficiente para garantir a durabilidade mas não tão grande
que a sua extração possa afetar a alvenaria, ou seja, a ruptura não pode ser coesiva
no seio do suporte ou substrato.
• módulo de elasticidade relativamente pouco elevado;
• reduzida susceptibilidade à fendilhação;
• Boa resistência a sais solúveis existentes no suporte.
Para a verificação do último requisito, o novo revestimento não deverá alterar o
aspecto estético, de forma a garantir a autenticidade histórica da construção, através da cor e
da textura, que são obtidos pela composição e técnica de aplicação do revestimento.
Assim, na reabilitação de edifícios antigos, as argamassas de restauração aplicadas
em rebocos assumem um papel importante, dada a frequência com que os revestimentos são
alvo de intervenção. Neste domínio têm sido utilizadas diversas argamassas, desde
argamassas de cimento, a argamassas de cal, argamassas bastardas, aditivadas e até pré-
doseadas, sendo que todas elas apresentam vantagens e inconvenientes que devem ser
equacionadas de modo a não por em causa a necessária compatibilidade com o suporte e
função de proteção.
Note-se que, o desempenho dos rebocos de restauração não é apenas determinado
pela formulação das argamassas utilizadas, dado que também é condicionado pelas técnicas
de preparação, aplicação e cura, sendo as argamassas de cal aérea as que revelam maior
dependência destes aspectos, nomeadamente no que diz respeito à produção, utilização e cura
das argamassas de cal em pasta (PINTO, 2006, 2007).
Para que o revestimento possa desempenhar estas funções deve ser relativamente
deformável, apresentar características de permeabilidade compatíveis com o suporte e ter um
bom comportamento face à presença de sais solúveis.
A adequada formulação e aplicação no restauro de rebocos não é uma tarefa fácil,
uma vez que é difícil conhecer a composição original dos rebocos, bem como as condições
em que foi executado, aplicado e em que endureceu. Fatores estes que influenciam fortemente
o comportamento e as propriedades do material. Deste modo, tal como referido, as
argamassas utilizadas em rebocos de substituição devem respeitar determinadas exigências
para que revelem um desempenho adequado, sendo a durabilidade um aspecto essencial para
que as restantes propriedades adquiram significado.
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O comportamento das argamassas face à água é uma das características essenciais
para avaliar o seu potencial desempenho, dado que as argamassas de substituição devem
apresentar reduzida capacidade de absorção de água e simultaneamente serem permeáveis ao
vapor de água, isto é, a absorção deve ser lenta, mas a secagem rápida de modo a que a água
não fique retida no interior do material e deste modo provoque a degradação por dissolução e
cristalização de sais. Deste modo, é desejável que a absorção de água por capilaridade e a
permeabilidade ao vapor de água das argamassas utilizadas sejam semelhantes às argamassas
originais e superiores às do suporte (PINTO, 2006, 2007).
As argamassas utilizadas em rebocos a serem substituídos devem apresentar
reduzida retração durante a fixação e endurecimento, bem como resistência satisfatória à
fendilhação, a qual é condicionada pelas tensões induzidas na argamassa, especialmente
quando se trata de aderência a um suporte com alguma rigidez, e da própria capacidade para
resistir a essas tensões. Deste modo, quanto mais elevada for a retração e a relação entre o
módulo de elasticidade e a resistência à tração, maior será a tendência para a fendilhação da
argamassa.
No que diz respeito ao comportamento das argamassas à tração por flexão, sabe-se
que quanto maior for a sua resistência, menor será a relaxação das tensões de tração
desencadeadas devido à retração restringida, favorecendo assim a ocorrência de fendilhação,
deste modo interessa que esta resistência não seja demasiado elevada em rebocos (SOEIRO &
SÁ, 2005).
Assim, na seleção das argamassas para rebocos de substituição de edifícios antigos
não é aconselhada a opção por argamassas de cimento, ou com traço demasiado forte neste
ligante, usualmente utilizadas na construção atual, dado que estas argamassas são muito
pouco deformáveis e permeáveis, bem como demasiado resistentes mecanicamente,
características que vão favorecer o desenvolvimento de tensões elevadas e a tendência para a
fendilhação devido à elevada retração. Contudo, vários estudos revelam que as argamassas de
cal aérea são as que apresentam maior compatibilidade com os materiais existentes em
edifícios antigos.
Veiga (2002, 2003, 2005), após estudos neste domínio, propôs alguns valores para
características mecânicas e não mecânicas a que as argamassas utilizadas em rebocos de
substituição devem respeitar. Estes valores são apresentados na Tabela 3.7, sendo Rt =
Resistência à tração, Rc = Resistência à compressão e E = Módulo de elasticidade.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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Uso Características Mecânicas (MPa)
Aderência (MPa)
Rt Rc E
Esboço/reboco
Exterior 0,2 - 0,7 0,4-2,5 2000-5000
Esboço/reboco
interior 0,2-0,7 0,4-2,5 2000-5000
Juntas 0,4-0,8 0,6-3 3000-6000 0,1- 0,5
Tabela 3.7 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1.
0,1- 0,3
De um modo geral, espera-se que as argamassas de conservação e restauro
aplicadas em revestimentos de paredes satisfaçam as exigências ao nível mecânico,
higrotérmico, de proteção face à água, durabilidade, facilidade de manutenção e que confiram
também um aspecto estético aceitável aos parâmetros. Em suma, são vários os fatores a
equacionar na seleção dessas argamassas, não só os supramencionados, mas também os que
se referem ao tipo de edifício, a época de construção e ao ambiente envolvente.
3.9 ALGUNS FATORES QUE PODEM INFLUENCIAR NO SURGIMENTO DE
FISSURAS NO REVESTIMENTO DE ARGAMASSA
Vários são os fatores que provocam o surgimento de patologias no revestimento de
argamassa, alguns agindo isoladamente e outros através de combinações de fatores. Porém, a
grande maioria das patologias é devida à falta de aderência da argamassa ao substrato e/ou
devido aos efeitos da retração.
3.9.1 Falta de aderência do revestimento
A aderência entre a argamassa e o substrato é um fenômeno essencialmente mecânico, devido
à penetração da pasta aglomerante nos poros e na rugosidade da base de aplicação. Assim,
torna-se fator importante na aderência a transferência de água que ocorre entre a argamassa e
o substrato. Isto porque esta água, que conduz em dissolução ou estado coloidal componente
do aglomerante, ao penetrar pelos poros e cavidades do substrato leva à precipitação de
produtos de hidratação do cimento no interior destes poros, exercendo ação de ancoragem da
argamassa à base (CARASEK et al., 2001; SCARTEZINI et al., 2002).
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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A absorção excessiva de água das argamassas pelo substrato pode provocar uma
hidratação do cimento localmente retardada, podendo formar regiões com materiais de
diferentes características e ocasionar grande retração (DETRICHÉ & MASO, 1986).
De acordo com Groot (1988), a quantidade de água removida e a que ficou na
argamassa exerce influência significativa nas propriedades do revestimento endurecido, pois o
aglomerante desempenhará o seu papel em função do conteúdo de água resultante após a
sucção.
Scartezini e Carasek (2003) em suas pesquisas tiveram como objetivo avaliar a
perda de água da argamassa fresca para o substrato poroso por sucção e a sua relação com a
resistência de aderência, sendo também avaliada a influência da granulometria da areia e da
taxa de sucção de água dos blocos cerâmicos e de concreto constituintes da base. Estes
autores chegaram às seguintes conclusões:
I. os blocos de concreto, em média, proporcionaram uma perda de água da argamassa,
medida na camada mais próxima da interface com o substrato, cerca de 50% maior do que os
blocos cerâmicos. No entanto, Almeida Dias e Carasek (2003) observaram nas suas pesquisas
que, ao longo do tempo, esta posição se inverteu, e o bloco cerâmico absorveu uma maior
quantidade de água do que o bloco de concreto;
II. verificou-se que a maioria dos blocos cerâmicos ou de concreto, que tem maior taxa
inicial de sucção de água IRS (Initial Rate of Suction), terá também maior perda de água da
argamassa para o substrato;
III. argamassas com areia fina perdem menos água por sucção para o substrato do que
argamassas com areia de granulometria mais grossa. De acordo com Detriché et al. (1985) e
Dupin et al. (1988) citados por Carasek et al. (2001), isto pode ser explicado pela teoria dos
poros ativos que estabelece que quanto mais fina a areia, maior é a quantidade de poros de
pequeno diâmetro no interior da argamassa que ajudam a reter mais água no seu interior. O
aumento do tamanho dos grãos da areia conduz a um aumento da resistência de aderência.
Isto porque quanto maior for o tamanho dos grãos, menor é a quantidade de poros finos no
interior da argamassa que concorrerão com os poros do substrato durante o processo de
transporte de água no sistema. Ou seja, maior é a quantidade de poros ativos do substrato que
absorvem água e, conseqüentemente, promovem uma maior deposição de produtos de
hidratação na região de interface, contribuindo para uma maior ancoragem da argamassa;
IV. não foi observada uma clara relação entre a perda de água da argamassa para o substrato
e a resistência de aderência dos revestimentos em blocos de concreto, uma vez que a perda de
água variou muito pouco. Porém, nos blocos cerâmicos foi observada uma leve tendência de
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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aumento da resistência de aderência com o aumento da perda de água da argamassa para o
substrato, o que faz sentido, de acordo com a teoria dos poros ativos;
V. para blocos cerâmicos não foi verificada uma relação clara entre o IRS e a resistência de
aderência. Para blocos de concreto, a relação entre a resistência de aderência e o IRS dos
blocos se torna mais evidente. Percebe-se que à medida que aumenta a taxa de sucção dos
blocos tem-se uma diminuição da resistência de aderência da argamassa. Blocos cerâmicos
possuem maior quantidade de poros com menores diâmetros do que blocos de concretos.
Desta forma, o aumento da quantidade destes poros conduz a um aumento do IRS, levando
provavelmente a um aumento da capacidade de aderência no sistema;
VI. durante a realização dos ensaios de avaliação da perda de água da argamassa, observou-
se que a camada de argamassa mais próxima da interface com o substrato perde mais água
do que a camada superficial. Verificou-se também que a sucção exercida pelo bloco influencia
a perda de água de toda a espessura do revestimento.
Em seus trabalhos Almeida Dias e Carasek (2003) chegaram à mesma conclusão de
que a absorção capilar dos diferentes substratos exerce ação determinante no processo em
questão e, conseqüentemente, no desempenho dos revestimentos.
O fato da camada de revestimento trabalhar sempre aderida ao substrato e ser
exposta, muitas vezes, diretamente às condições severas do meio ambiente, conduz ao
surgimento de tensões de tração e de cisalhamento na interface substrato/revestimento, como
conseqüência dos movimentos diferenciais ocorridos entre a camada de revestimento e o
substrato, causadas por essa exposição. Esses movimentos diferenciais são os que degradam a
ligação na interface substrato/argamassa, portanto afetam a durabilidade de aderência dos
revestimentos, principalmente externos. Para minimizar essa degradação, é necessário que
exista uma boa aderência da argamassa ao substrato (CANDIA & FRANCO, 1998).
Uma forma de melhorar a capacidade de aderência da argamassa aplicada ao
substrato é a execução de pré-tratamentos da base, com o objetivo de aumentar a rugosidade
superficial e regularizar a absorção de água, uniformizando-a. O chapisco é o pré-tratamento
mais conhecido e utilizado nas obras, uma vez que promove bons resultados de aderência do
revestimento aplicado. Bem como, existem as resinas sintéticas, que modificam as
características do chapisco convencional de cimento Portland e areia, com o intuito de
melhorar sua capacidade de aderência (SCARTEZINI & CARASEK, 2003).
No trabalho realizado por Scartezini et al. (2002), na qual a base foi preparada em
cinco condições diferentes, para o estudo da relação à aderência e na permeabilidade à água
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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dos revestimentos de argamassas aplicados sobre blocos cerâmicos, os autores chegaram às
seguintes conclusões:
I. os diferentes preparos da base alteram as características do substrato com relação à
absorção de água, o que se traduz em uma mudança no comportamento quanto ao mecanismo
de aderência dos revestimentos de argamassa;
II. as juntas de assentamento da alvenaria possuem características diferentes dos blocos,
como estrutura e tamanho dos poros, o que influi nas características de absorção de água do
substrato, principalmente quando o substrato não é tratado,sendo que o chapisco ajuda
parcialmente na homogeneização, diminuindo as diferenças de absorção entre o bloco e a
junta;
III. o preparo da base não altera a permeabilidade à água dos revestimentos de argamassa,
mesmo com o uso de polímeros no preparo dos chapiscos, sendo registrada pequena diferença
entre os resultados obtidos sobre o bloco e as juntas de assentamento;
IV. o uso da camada de chapisco é favorável ao desenvolvimento da resistência de aderência,
mas a sua modificação com polímeros não resulta necessariamente em melhoria desta
propriedade, podendo inclusive prejudicar o desempenho;
V. quanto maior o coeficiente de absorção de água da base preparada (bloco cerâmico com
chapisco), maior a resistência de aderência alcançada pelo revestimento.
3.9.2 Retração
A retração é um fenômeno que ocorre pela diminuição do volume da argamassa quando da
perda de água para o substrato por sucção, por evaporação ou pela reação química dos
componentes do cimento e da cal.
Segundo Bastos (2001), quanto ao estado físico da argamassa a retração pode ser
classificada em:
− retração plástica: é a retração por perda de água da argamassa que ocorre antes da pega do
cimento, quando a fração sólida da mistura dispõe de mobilidade de umas partículas em
relação às outras. A diminuição do volume do sistema corresponde ao volume de água
perdida;
− retração no estado endurecido: é a retração que ocorre após a pega do cimento. É conhecida
por retração por secagem quando é causada pela perda de água.
Depende do tamanho e do tipo de vazio que perde água e da forma como a água
está ligada às superfícies sólidas da pasta endurecida: se livre, se adsorvida nas paredes
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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internas de sua estrutura, se entre as camadas do silicato de cálcio hidratado (CSH) ou se
combinada quimicamente. Considera-se que a magnitude da retração total da pasta endurecida
depende diretamente do grau de dificuldade encontrado para a remoção da água e das
propriedades mecânicas do compósito.
Além da perda da água, a retração pode ter outras causas, tais como retração
térmica, retração por carbonatação, retração por hidratação do cimento e retração autógena,
que podem ocorrer ao mesmo tempo ou em fases diferentes da vida útil da argamassa de
revestimento (BUIL & BARON, 1980).
Vários são os fatores que influenciam na retração tais como: tipos de aglomerantes,
temperatura, incidência do sol, umidade relativa do ar, velocidade do vento, etc.
As fissuras por retração plástica podem aparecer logo após o acabamento do
revestimento ou até mesmo durante a fase de desempeno. Podem ou não ser do tipo mapeada,
visíveis ou em microfissuras, atingindo ou não toda a espessura do revestimento. Sua largura
é maior na superfície, diminuindo rapidamente com a profundidade.
A perda de água é uma das principais causas da retração em compósitos à base de
cimento. No estado saturado após a mistura, estes materiais normalmente são expostos a
ambiente de umidade relativa abaixo de 100% e perde-se água por secagem. A sucção de água
por um substrato poroso também pode ocorrer, como por exemplo nas argamassas de
revestimento aplicadas diretamente sobre componentes de alvenaria (BASTOS, 2001).
Segundo os autores, os fatores que influenciam a retração são basicamente:
a) condições externas, que podem ser entendidas como:
− perda de água para a base onde é aplicada a argamassa, por sucção, que depende do grau de
absorção da mesma;
− condições climáticas de temperatura, umidade relativa e vento.
b) características inerentes à própria argamassa, destacando a granulometria, a finura e a
forma geométrica do agregado, as quais irão determinar a quantidade de água ou pasta
aglomerante necessária na dosagem. Quanto maior o teor de água e aglomerantes e menor o
teor de agregados, maior será a variação volumétrica durante a retração;
c) capacidade de retenção de água da argamassa, a qual pode diminuir os efeitos negativos de
uma secagem acelerada. Com isso, observa-se a importância da cal no processo de retração,
sendo ela grande retentora de água. Os aditivos incorporadores de ar também apresentam esta
capacidade de retenção de água.
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De acordo com Angelin et al. (2003), a adição de finos (dimensões inferiores a
0,075 mm) pode aumentar a incidência de fissuras por retração. No entanto, esta influência,
segundo o autor, varia de acordo com a natureza mineralógica da adição.
3.10 SAIS SOLÚVEIS
3.10.1 Características gerais
A cristalização de sais solúveis vem sendo apontada como uma das principais causas de
degradação, não só da pedra, mas também de outros materiais de construção porosos
(RUEDRICH et al., 2007). As paredes de alvenaria antiga encontram-se particularmente
expostas a ações de degradação, nomeadamente a nível dos rebocos que são as áreas
normalmente mais afetadas pela cristalização de sais solúveis. Os sais solúveis podem ser
provenientes de várias fontes. A poluição atmosférica é uma importante fonte de sulfatos e
nitratos. Outras origens incluem o solo, a partir da qual a água ascende por capilaridade,
dissolvendo ao longo do seu trajeto os sais solúveis, os materiais constituintes das paredes e
os sais transportados pela névoa marítima (cloretos), são alguns exemplos (LUBELLI et al.,
2009).
3.10.2 Mecanismos de degradação
Os sais referidos anteriormente são higroscópicos, isto é, para valores de umidade relativa
superiores a 65% – 75%, estes vão-se dissolvendo e circulando pela estrutura porosa dos
materiais e, para valores inferiores aos referidos, os sais vão cristalizar e aumentando
consideravelmente de volume. São justamente estes ciclos de dissolução – cristalização os
responsáveis pela degradação dos rebocos (SILVA et al., 2007).
As condições climáticas têm uma influência crucial na cristalização dos sais,
designadamente a temperatura, a umidade relativa do ar e a velocidade do ar (SELWITZ et
al., 2002). A estrutura porosa dos materiais também condiciona a quantidade de sais que os
revestimentos podem absorver e a capacidade de resistir às tensões que se geram. Os rebocos
de cal aérea apresentam geralmente maior porosidade, maior permeabilidade e poros de maior
dimensão, comparativamente com os rebocos de ligantes hidráulicos, pelo que admitem
maiores quantidades de sais solúveis na sua estrutura, sendo também a quantidade de água
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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que circula no seu interior superior. Além disso, a taxa de evaporação da água também é
superior, pelo que são mais susceptíveis à cristalização de sais (PALOMO, 2006).
Pavia et al. (2006), mostraram no seu estudo que as argamassas de cal aérea são
mais resistentes aos sais solúveis do que as argamassas de cal hidráulica, pelo fato de
possuírem poros de maior dimensão que fazem com que as tensões geradas pelos sais
cristalizados diminuam, revelando melhor durabilidade.
3.10.3 Cristalização de sais solúveis
O fenômeno de cristalização de sais ocorre se houver uma solução sobressaturada, isto
porque, à medida que a evaporação do solvente (água) presente numa solução salina evapora,
a concentração desta solução vai aumentar e o sal em excesso cristaliza (SCHERER, 1999).
Por outro lado, a pressão causada pela formação dos cristais é inversamente proporcional ao
raio dos poros, de forma que os materiais com um elevado volume de poros de pequena
dimensão não conseguem acomodar a crescente acumulação de sais no seu interior e acabam
sendo destruído, isto porque os poros são submetidos a pressões elevadas provenientes do
crescimento dos cristais, provocando a degradação dos materiais.
Existem fatores que estão relacionados com a degradação por cristalização de sais
solúveis como a distribuição do tamanho dos poros e a porosidade, a natureza do sal e a sua
facilidade em atingir elevadas saturações através da evaporação, as condições ambientais, as
propriedades do substrato, a resistência do material face à pressão de cristalização e a
localização da cristalização (BENAVENTE et al., 2006). Quando as paredes de alvenaria
contactam com solos úmidos, de forma direta ou através de elementos construtivos, tendo em
conta que a maioria dos materiais de construção tradicionais possui uma estrutura porosa que
conduz a uma capilaridade por vezes elevada, isso dá origem a que a umidade possa migrar
através desses materiais (LANAS et al., 2003).
Uma situação típica que conduz a problemas derivados da cristalização de sais é,
sem dúvida, o fenômeno da ascensão de água por capilaridade através das fundações dos
edifícios, que corresponde a uma das mais frequentes manifestações de degradação, devido à
longa permanência da água, principalmente durante o inverno.
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70
3.10.4 Hidratação de sais
A hidratação de sais é outro fenômeno que tem sido responsável pela degradação dos
materiais de construção porosos. Em princípio, qualquer sal é capaz de causar danos durante o
processo de cristalização, devido ao aumento de volume que ocorre no interior da estrutura
porosa. Já a deterioração de sais por hidratação só pode ocorrer para sais que possam existir
em mais do que um estado de hidratação. Por exemplo, o cloreto de sódio só causa danos
devido à cristalização, enquanto que o sulfato de sódio pode cristalizar tanto na forma anidra
(thenardite - Na2SO4) como na forma de sulfato de sódio decahidratado (sal de Glauber ou
mirabilite - Na2SO4 10H2O), pode causar maior deterioração devido à cristalização e
hidratação (PRICE, 1996). A pressão originada pelo aumento do volume de alguns sulfatos ao
passar do estado anidro para o estado hidratado é a designada pressão de hidratação.
É de salientar que, apesar do cloreto de sódio ter uma pressão de cristalização mais
elevada do que o sulfato de sódio, este último provoca, em geral, danos mais graves, dado que
os sais solúveis podem influenciar significativamente a secagem dos materiais (BONN et al.,
2009). A menor taxa de secagem leva a que a frente de evaporação tende a localizar-se mais
perto da superfície, dando origem à formação de eflorescências, como é o caso do cloreto de
sódio. Se a taxa de secagem for maior, a frente de secagem tende a recuar mais rapidamente e
os sais depositam-se no interior dos poros (GONÇALVES, 2007).
No presente estudo, será analisado o comportamento de sete formulações de
argamassa de cal aérea face à cristalização do cloreto, nitrato e sulfato de sódio.
3.11 RESÍDUO DO POLIMENTO DO PORCELANATO
3.11.1 Definição
O resíduo do pó de porcelanato pode ser definido como uma mistura de material cerâmico,
resultante do polimento e material abrasivo desprendido durante o processo, em forma de
lodo, que após seco, moído e peneirado resulta em um pó de coloração branca.
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71
3.11.2 Obtenção e características
Segundo Bittencourt et al. (2002), o processo de polimento utiliza um equipamento dotado de
várias cabeças polidoras compostas de materiais abrasivos composto, geralmente, por
partículas de diamante ou carbeto de silício aglomerados por cimentos à base de cloretos
magnesianos, que em contato com as peças em rotação alta, velocidade controlada em
presença de água executam o polimento. À medida em que a peça passa pela máquina, os
abrasivos usados apresentam gradativamente uma granulometria mais fina, até conseguir-se o
resultado desejado (brilho), o que evidencia que o resíduo é constituído basicamente por
material cerâmico, entretanto ele é descartado diretamente em aterros, apesar do seu potencial
como matéria-prima cerâmica alternativa. A Figura 3.2 apresenta alguns tipos de elementos
para polimento produzidos em material magnesiano.
Figura 3.2 – Abrasivos magnesianos sintéticos utilizados para polimento. (ISABRASIVI, 2003).
A pureza das matérias-primas utilizadas na fabricação dos abrasivos é de
fundamental importância para a qualidade dos mesmos e também para um polimento de
qualidade. Outro elemento importante para um bom polimento é a água, sua qualidade e
quantidade utilizada. Como a quantidade utilizada em uma unidade de polimento é muito
elevada (cerca de 4000 L), existe a necessidade de recirculação em circuito fechado para
reaproveitamento. Com este procedimento, torna-se necessário um tratamento químico/físico
na água para posterior decantação dos resíduos do polimento e filtro-prensagem. A água é
distribuída em cada cabeça polidora (Figura 3.3) e tem a função principal de diminuir o atrito
entre os abrasivos e a peça, refrigerando o local e retirar os resíduos gerados que poderiam
ficar sobre as peças, causando riscos e arranhões.
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72
Figura 3.3 – Foto da polidora, linha porcelanato, cedida pela Cerâmica Eliane Empreendimentos.
O porcelanato polido é o mais produzido comercialmente, requerendo uma etapa de
polimento durante sua produção a fim de nivelar, retirar riscos e defeitos e dar brilho a
superfície do produto final. No entanto, essa etapa do processamento gera grande quantidade
de resíduo, particularmente com o aumento de produção que vem ocorrendo nos últimos anos.
O que origina um novo custo aos produtores do setor, que necessitam gerenciar e descartar
adequadamente esse resíduo.
A indústria de revestimentos cerâmicos vem passando por um grande aumento na
produção de porcelanatos e grês polidos nos últimos anos, devido o elevado valor agregado
desses materiais. Em 1996 apenas uma empresa produzia porcelanato no país, no entanto,
atualmente, várias empresas produzem tanto porcelanato como grês polido, atingindo em
2006 uma produção de 33 milhões de m² (BERNARDIN et al., 2006).
A deposição de resíduos industriais em aterros além dos elevados custos
econômicos pode trazer inúmeros problemas ambientais, como contaminação do solo, do
lençol freático e agressão a vegetação presente no local. Nesse sentido a re-utilização e a
reciclagem são as soluções mais indicadas para o manejo da grande maioria dos resíduos
industriais, tal como o resíduo do polimento do porcelanato, reduzindo custos, preservando
recursos naturais não renováveis, diminuindo a carga de poluentes lançados no meio ambiente
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
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Amostra PRa SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 CaO MgO Na2 O K2 O RI
b
Resíduo 7,53 55,16 18,75 0,8 - 10 0,17 0,54 4,9
e reduzindo os impactos ambientais e efeitos danosos à saúde humana causados pelo descarte
indiscriminado de resíduos na natureza (MENEZES, 2002).
A composição química do resíduo do porcelanato é basicamente constituída pela
massa do próprio porcelanato e resíduos gerados pelos discos abrasivos de polimento.
Estudos realizados por Marques et al. (2007), analisaram a composição química do
resíduo do polimento de porcelanato, Nessa pesquisa foram utilizados resíduos do polimento
de porcelanato de uma massa cerâmica comercial para a produção de porcelanatos. Pode-se
observar, na Tabela 3.8, que o resíduo apresenta quantidade significativa de sílica, alumina e
óxido de magnésio e baixa quantidade de óxidos fundentes.
Tabela 3.8 – Composição química (% em massa) do resíduo do polimento de porcelanato.
a
* perda do rubro, b
resíduo insolúvel (segundo o LAM-Laboratório de Análises Minerais da UFCG).
A Figura 3.4 apresenta o padrão de difração de raios X do resíduo do polimento.
Pode-se observar que o resíduo apresenta como fases cristalinas, mulita, quartzo, carbeto de
silício (SiC) e o periclase. A mulita e o quartzo são provavelmente oriundos do porcelanato,
enquanto que presença do SiC e da periclase (MgO) no resíduo está relacionado ao abrasivo
utilizado e possivelmente à fase cimentante da matriz do abrasivo. Assim, observa-se que o
padrão de difração está de acordo com os dados de composição química, podendo-se concluir
que a sílica observada na Tabela 3.8 é oriunda do porcelanato e do abrasivo (na forma de
SiC), que a alumina advém do porcelanato, enquanto que o óxido de magnésio está associado
ao cimento presente nos discos magnesianos abrasivos.
Figura 3.4- Padrão de difração de raios X do resíduo do polimento de porcelanato (MARQUES et al.,
2007).
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
74
Ainda segundo Marques et al. (2007), a distribuição do tamanho de partícula está
apresentada na figura 3.5. O resíduo apresenta um diâmetro médio de 11,1 μm e D10, D50 e
D90 de aproximadamente 1, 6 e 30 μm respectivamente. Verifica-se que o resíduo apresenta
uma larga distribuição de tamanho de partículas, entretanto com dimensões máximas
semelhantes as dos materiais fundentes e de enchimento (feldspato e quartzo) comerciais,
geralmente vendidos como “passante” em peneira ABNT malha 200 (74 μm). Apenas uma
quantidade inferior a 0,5% do material apresenta dimensões acima de 74μm.
Figura 3.5 - Distribuição do tamanho de partículas do resíduo do polimento de porcelanato adaptado
(MARQUES et al., 2007).
A Figura 3.6 ilustra uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura do
resíduo do polimento do porcelanato, pesquisa realizada por Santos (2008), a análise realizada
evidencia a morfologia das partículas do resíduo. A micrografia revela que, as partículas do
resíduo são irregulares e angulares, o que poderá dificultar a trabalhabilidade das argamassas
dosadas com este material.
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75
Figura 3.6 – Micrografia do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons secundário adaptado
(SANTOS, 2008).
De acordo com Silva (2005), a massa específica do resíduo do polimento do
porcelanato é de aproximadamente 2,49 g/cm3.
3.11.3 Utilização em argamassa de cal
Este estudo teve como objetivo a formulação de novas argamassas utilizando o resíduo do
polimento do porcelanato em argamassas de revestimento à base de cal, visando a obtenção de
material mais durável e compatível com os materiais de construção tradicionais, podendo ser
utilizado para o preenchimento de lacunas em argamassas deterioradas de edifícios antigos.
Na literatura não são encontradas muitas publicações que abordem esse tema
diretamente, a maioria das pesquisas realizadas com o aproveitamento do resíduo do
polimento do porcelanato envolve a utilização do mesmo na fabricação de novos produtos
cerâmicos, Marques (2007), como adição em concreto, Souza (2007) e em massas cimentícias,
Santos (2008).
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76
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL
No presente capítulo, após concluída a análise de material bibliográfico para embasamento da
pesquisa, escreve-se a escolha e a caracterização dos materiais, a dosagem adotada, assim
como se especifica os métodos de ensaios para argamassas no estado fresco e endurecido, as
normas técnicas e os procedimentos envolvidos. O programa experimental da pesquisa foi
desenvolvido seguindo instruções da Associação Brasileira de Normas Técnicas, através dos
seus textos normativos – NBR, bem como orientações fornecidas pelos professores
orientadores desta pesquisa e consultas a artigos científicos.
4.1 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DAS ARGAMASSAS
A argamassa de partida utilizada neste estudo experimental foi à base de cal, de revestimento
(emboço) com traço 1:3 (cal: areia), em volume, comumente utilizada como revestimento
argamassado nas fachadas de edifícios históricos, com diferentes percentuais de resíduo de pó
do polimento do porcelanato, em substituição ao agregado miúdo (areia).
Todas as argamassas utilizadas neste estudo experimental foram confeccionadas no
Laboratório de Materiais de Construção Civil da UFRN e do IFRN.
As argamassas foram formuladas a partir da substituição de teores de agregado
miúdo (areia) pelo resíduo do polimento do porcelanato (RPP). Como mostra a Tabela 4.1,
foram formuladas um total de 06 (seis) argamassas com substituições, consideradas
argamassas com resíduo, e 01 (uma) argamassa sem adição considerada argamassa de
referência (REF), que serviu como parâmetro comparativo. Os traços com teor de resíduo
foram formulados e aplicados em parede de tijolos, em placas de 100x100cm, fixando-se
limite em 30% do resíduo, pois as argamassas com 40, 50 e 70% do res íduoforam
testadas, mas não obtiveram resultados aplicáveis, por apresentarem alta deformação
plástica, em forma de fissuras, devido ao alto teor de finos, o que favorece a descontinuidade
em travar o movimento das mesmas, conforme ilustram as figuras 4.1 a, b, c, d.
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77
a- 30% b- 40%
c- 50% d- 70%
*100 mm
Figura 4.1 (a, b, c, d) – Aplicação das argamassas em alvenaria de blocos cerâmicos.
4.2 FORMULAÇÃO DAS ARGAMASSAS
Tabela 4.1 – Formulação das argamassas
Após a definição dos traços e formulação das argamassas foi realizada a
caracterização dos materiais a ser empregados nas dosagens das argamassas, em seguida a
conversão dos traços em volume para massa. Logo após, foi abordada a descrição do preparo
das argamassas para então, realizar-se a caracterização das mesmas.
A figura 4.2 mostra o esquema da metodologia adotada, indicando a sequência de
atividades realizadas para a caracterização da argamassa.
Traço da
argamassa em
volume
Traço da
argamassa em
massa
Teor de resíduo (%) Relação
Água/ligante Nomenclatura
1:3 1: 9,117
0 1,90 A/0/REF
5 2,00 A/5/RPP
10 2,10 A/10/RPP
15 2,22 A/15/RPP
20 2,40 A/20/RPP
25 2,59 A/25/RPP
30 2,77 A/30/RPP
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Argamassa de
referência:
cal e areia
Cal
Matéria prima Areia
Resíduo
Caracterização
Física e
Química
Traço em massa
1: 9,117
Formulações (% resíduo)
Sem
resíduo
5 10 15 20 25 30
Preparação das
argamassas
Caracterização
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO
Índice de
consistência
Densidade de
massa aparente
Módulo de
elasticidade
Resistência à
tração na flexão
Retenção de
água
Densidade de
massa aparente
Teor de ar
incorporado
Resistência à
compressão
Retração
linear
Absorção por
capilaridade
Aderência à
tração
Resistência à
sais solúveis
MEV, DRX e
FRX
Figura 4.2 - Esquema da metodologia adotada.
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79
4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA
4.3.1 Determinação da massa unitária ( γ ) dos materiais de partida: agregado miúdo,
resíduo do polimento do porcelanato e cal. Os materiais foram utilizados no estado
solto e seco, fundamentado na NBR 7251
O material ensaiado foi retirado de uma amostra previamente coletada e devidamente
acondicionada, de modo a garantir a manutenção das suas características.
Reunidos todos os materiais, procede-se a execução do ensaio, tomando-se, com o
auxílio da pá metálica, amostras da areia e fazendo-se o seu lançamento no recipiente a uma
altura em torno de 12 cm da borda superior deste. O lançamento foi realizado de forma a
espalhar de maneira uniforme o material dentro do recipiente.
O processo repetiu-se até que todo o recipiente fosse preenchido. Com o auxílio de
uma régua, procedeu-se o rasamento da superfície de forma a deixá-la nivelada em relação às
bordas do recipiente. Esse processo foi realizado para a areia, resíduo e cal aérea. Finalmente,
pesou-se o recipiente com o material contido. Todo esse processo foi repetido com cada
material, no total de duas amostras (AM1 e AM2).
A massa unitária aparente dos materiais de partida, no estado solto foi então
determinada conforme equação:
γ = P m – Po (4.1)
V
γ é a densidade a granel do material em Kg/m³
Pm é a massa do recipiente mais o material em Kg.
Po é a massa do recipiente vazio em Kg
V é o volume do recipiente, em m³
4.3.2 Determinação da massa específica do agregado miúdo, do resíduo e da cal, por
meio do frasco de Chapman
Este ensaio tem por objetivo determinar a massa específica real dos materiais de partida pelo
método do frasco de Chapman, fundamentado na NBR 9776.
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80
O material ensaiad foi retirado de uma amostra previamente coletada e
devidamente acondicionada segundo a NBR 7216, de modo a garantir a manutenção de todas
as suas características.
Pesa-se 500g do material a ser ensaiado (devidamente seco).
Coloca-se água no frasco de Chapman até a marca de 200 mL (ou 200 cm³),
limpando com um papel filtro o bocal para não haver aderência de material no próprio bocal.
Em seguida, com o auxílio do funil vértice, cuidadosamente, o material é lançado no frasco de
Chapman, paulatinamente, intercalando movimentos giratórios buscando a total retirada de ar
que possa existir devido ao lançamento do material no frasco (procedimento de vital
importância no ensaio).
Em seguida procede-se com a leitura final do frasco graduado de
Chapman, ou seja, quanto a massa do material pode deslocar o volume de água.
A massa específica do material será dada pela equação:
γ = 500
L − 200
onde:
γ = massa específica do material (4.2)
L = leitura do frasco após a colocação do material.
4.3.3 Determinação da composição granulométrica
O agregado miúdo foi caracterizado quanto à granulometria, conforme o prescrito pela NBR
7217 (ABNT, 1987) e NBR 7211 (ABNT, 1983).
4.3.4 Caracterização da cal
Para realização da pesquisa fez-se uso da cal hidratada CH I, de um mesmo lote, fornecida
pela indústria Carbomil, produtora de cal, localizada no estado do Ceará. A cal foi
armazenada em um recipiente plástico, vedado, revestido internamente com saco plástico,
ficando assim protegida de umidade.
A caracterização física e química da cal foi fornecida pelo fabricante (Anexo A). A
massa específica e massa unitária foram obtidas em conformidade com a NBR 9776 (ABNT,
1987) e NBR 7251 (ABNT, 1982), respectivamente. Os ensaios foram realizados no
Laboratório de Materiais de Construção Civil da UFRN.
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81
4.3.5 Caracterização do agregado miúdo
O agregado miúdo utilizado foi uma areia de rio do tipo quartzosa adquirida em uma jazida, do
distrito de Igreja Nova, localizado no município de Macaíba/RN. Através de uma inspeção visual pode-se
constatar que a mesma não apresentava impurezas e que possuía granulometria uniforme, com massa
especifica de 2,61 g/cm3, conforme ensaio realizado de acordo com norma brasileira NBR 9776
(ABNT,1987), massa unitária no estado solto de 1,55 g/cm3, determinada a partir do preenchimento de
uma caixa com volume conhecido e verificando a massa no interior da caixa, conforme o estabelecido
pela NBR 7251 (ABNT,
1982. O resultado refere-se à média de duas repetições.
Foi fornecido aproximadamente 3,5 m3
de areia média, em sacos de aniagem, para serem
utilizados na confecção das argamassas. Todo material foi seco em estufa e em seguida, acondicionado
em recipientes plásticos com tampa, revestidos internamente com saco plástico, estando assim
protegido de umidade e contaminação.
4.3.6 Caracterização do resíduo do polimento do porcelanato
O resíduo do polimento do porcelanato foi fornecido pela Eliane S/A Revestimentos Cerâmicos
localizada no estado de Santa Catarina. Esta empresa é especializada na produção de pisos cerâmicos do
tipo porcelanato.
O resíduo foi primeiramente seco em estufa a 100ºC, desaglomerado em moinho com bolas de
moagem de vários diâmetros, por duas horas, e finalmente peneirado através de peneira com abertura de
0,15 μm (ABNT Nº 100). As formulações das argamassas foram preparadas com a substituição do
agregado miúdo pelo resíduo, sendo designadas por A/5/RPP, A/10/RPP, A/15/RPP, A/20/RPP,
A/25/RPP e A/30/RPP, conforme a adição de 5,10, 15, 20, 25 e 30% (em massa) de resíduo,
respectivamente.
A caracterização do material foi também realizada através da granulometria a laser, micrografia
eletrônica de varredura, difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X. A massa específica e massa
unitária foram obtidas através de ensaios realizados no Laboratório de Materiais de Construção Civil da
UFRN, de acordo com o prescrito pela NBR 9776 (ABNT, 1987) e NBR 7251 (ABNT, 1982),
respectivamente.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
82
4.3.7 Água de amassamento
A água tem duas funções principais. A primeira é de se combinar quimicamente com os aglomerantes
presentes, possibilitando seu endurecimento e ganho de resistência. A segunda função refere-se a
atribuição de trabalhabilidade à mistura, além de facilitar a carbonatação da
cal.
Impurezas contidas na água de amassamento podem influenciar negativamente a resistência
mecânica e a durabilidade das argamassas. A água do mar ou salobra podem causar eflorescências, por
conter mais sais dissolvidos, principalmente cloreto de sódio, Nappi, (2002), como, também, devem
ser evitadas águas que contenham terra ou substâncias orgânicas em suspensão. A água potável é
considerada conveniente para amassamento das argamassas de revestimento, portanto, neste trabalho,
utilizou-se água proveniente da rede pública de abastecimento local.
4.4 CONVERSÃO DE TRAÇO EM VOLUME PARA MASSA
A pesquisa bibliográfica efetuada revelou que o traço volumétrico 1:3 é de utilização frequente na
formulação de argamassas de cal aérea utilizadas como camadas de emboço, fato que justificou o estudo
de argamassas com este traço no presente trabalho.
Com o objetivo de reduzir a variabilidade das argamassas devidas à sua produção, os traços
volumétricos foram convertidos em traços em massa e todas as amassaduras efetuadas foram obtidas
considerando os traços em massa obtidos.
A quantidade de água utilizada nas formulações estudadas foi obtida através de estudos
preliminares que consistiram na produção de argamassas com diferentes quantidades de água, por forma
a selecionar aquelas que permitiram obter uma consistência por espalhamento de 260 ± 5 mm.
Pode-se afirmar que a proporção dos materiais constituintes das argamassas tem influência
significativa nas propriedades das mesmas. Desta forma, torna-se relevante a metodologia utilizada para
medição dos materiais, inicialmente medidos em volume, e posteriormente convertidos em massa, após a
determinação das massas unitárias da cal, e do agregado miúdo.
Para conversão dos traços se utilizou a expressão abaixo:
Pcal. γ cal : Pagr . γ agr. (4.3)
γ cal γ cal
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83
Pcal = proporção de cal hidratada no traço da argamassa, em volume aparente, em dm ;
Pagr = proporção do agregado miúdo no traço da argamassa, em volume aparente, em dm ;
γ cal = massa unitária da cal hidratada, no estado solto, em kg/dm3;
γ agr = massa unitária do agregado miúdo, no estado solto e seco, em kg/dm3.
Como resultado foi obtido o traço de referência em massa na seguinte proporção: 1: 9,117
(cal:areia)
Quando da conversão dos traços a serem utilizados de volume para massa, foram obtidas as
seguintes proporções entre os materiais (Tabela 4.2):
Traço em volume: 1:3, ou seja, 1000 cm³: 3000 cm³
1000 cm³ cal = γ cal (massa unitária) x Pcal (volume) = 0,51g/cm³
3000 cm³ areia = γ agr x Pagr = 1,55 g/cm³ x 3000 cm³ = 4.650g
510 : 4.650 1: 9,117
510 : 510
V olume do Cone = 54 5 (4.4)
4 530 - 769 = 92 ,51 ≈ 11 0 (acrescentou-se 18 %) 545 X
Tabela 4.2 – Dosagem de materiais para o preenchimento do cone – Ensaio de
Consistência.
*I.C. = Índice de consistência na mesa (NBR7215/1982).
Volume da argamassa para 15 moldes = 3,84L + 18% = 4,53L
Volume de um molde é igual a 0,256 L x 18% = 3,84L
Argamassa
Traço Dosagem
IC* (mm)
Em
volume Em massa Cal (g)
Resíduo
(g) Areia (g)
Água
(ml)
A/0/REF
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
1 : 3 1: 9,117
110
110
110
110
110
110
110
xxxxxx
50,15
100,30
150,45
200,60
250,75
300,90
1003,00
952,85
902,70
852,55
802,40
752,25
702,10
210
220
235
245
265
285
305
255,30
255,50
261,50
262,50
263,50
263,00
263,70
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84
Cal = 4, 53 = 4, 53 = 7 6 9 g
1 + 9,117 + 1, 9 5, 89
(4.5)
γ cal γ agr
γ cal = 2 ,00 g/ cm³ γ agr. = 2 ,61 g/ cm
Feita a conversão dos traços em volume para massa foram obtidas as seguintes
quantidades de materiais.
Tabela 4.3 – Dosagem dos materiais.
Argamassa
Traço em
massa
Dosagem de materiais para
preenchimento de 15 moldes
Composição do
traço
Água (ml)
A/0/REF 769: 7011 g cal : areia 1461,00 A/5/RPP 769: 350,55: 6661,00 g cal:resíduo: areia 1538,00
A/10/RPP 769: 701,00: 6310,00 g cal:resíduo: areia 1615,00
A/15/RPP 1: 9,117 769: 1051,65: 5959,00 g cal:resíduo: areia 1707,00
A/20/RPP 769: 1402,20: 5608,80 g cal:resíduo: areia 1845,60
A/25/RPP 769: 1752,75: 5258,25 g cal:resíduo: areia 1991,71
A/30/RPP 769: 2103,30: 4907,70 g cal:resíduo: areia 2130,13
4.5 PREPARO DAS ARGAMASSAS
Os materiais utilizados na pesquisa foram pesados em balanças eletrônicas, devidamente
calibradas. Na pesagem da cal, resíduo e água fez-se uso de uma balança com
capacidade de carga de 1000 g e resolução de 0,01g, marca HELMAC, modelo HM1000. O
agregado miúdo foi pesado em balança eletrônica com capacidade de carga de 10.000 g e
resolução 0,1 g, marca MARTE, modelo AC 10K.
Neste experimento, as argamassas foram produzidas utilizando-se um misturador
mecânico (argamassadeira) de eixo vertical com capacidade de 5 litros, da marca PAVITEST
C 3010-146-380 .
Primeiramente, foi determinado o teor de água para a obtenção do índice de
consistência padrão prescrito na NBR 13276 (ABNT, 2005), utilizando-se as argamassas de
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referência (sem resíduo). Chegando-se a uma consistência no intervalo 260 ± 5 mm
recomendado pela NBR 13276 (ABNT, 2005), fixou-se esta consistência para o traço de
referência, conforme mostra a Tabela 4.4, como também para os traços que contém resíduos.
Objetivando um maior controle de produção, optou-se por separar previamente
todo o material a ser utilizado na confecção do traço.
Tabela 4.4 – Relação água/aglomerante, água/materiais secos, aglomerante/materiais
secos e índice de consistência.
Argamassa ra/agl
ra/mat. Sec. IC (mm)
A/0/REF. 1,90 0,20 255,30
A/5%/RPP 2,00 0,22 255,50
A/10%/RPP 2,10 0,23 261,50
A/15%/RPP 2,22 0,24 262,50
A/20%/RPP 2,40 0,26 263,50
A/25%/RPP 2,59 0,28 263,00
A/30%/RPP 2,77 0,30 263,70
4.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO
4.6.1 Consistência e trabalhabilidade
O ensaio da mesa de consistência foi empregado neste estudo visando à determinação do
índice de consistência das argamassas. Como referência de procedimento de ensaio, utilizou-
se a norma NBR 13276 (ABNT, 2005). O equipamento utilizado, bem como os dispositivos,
correspondem, basicamente, a mesa para índice de consistência, o molde tronco cônico, um
soquete metálico e um paquímetro, todos em conformidade com a norma NBR 7215 (1996),
que especifica as características da mesa de consistência - "flow table", para determinação do
índice de consistência.
Quanto ao procedimento de ensaio, cabe destacar que, logo após o processo de
mistura, uma amostra de argamassa era retirada e utilizada na execução do ensaio,
obedecendo às etapas:
• preenchimento do molde tronco cônico em três camadas iguais ao longo da altura, sendo
aplicada em cada uma 15, 10 e 5 golpes, respectivamente;
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• retirada do molde tronco cônico e limpeza do excesso de argamassa; e
• na seqüência, aplicação de determinado número de golpes na amostra, utilizando a altura de
queda padrão da mesa de consistência.
Os resultados obtidos, individualmente, na avaliação de cada argamassa
correspondem à média de três determinações consecutivas, realizadas em amostras diferentes
de uma mesma argamassa, os quais serviram de base para determinação da massa de água a
ser utilizada no traço de referência com 100% de agregado natural (areia média), quanto nos
traços com percentagens de resíduos do pó de porcelanato (RPP), como substituição da cal.
4.6.2 Retenção de água
Segundo Cincotto, Silva e Carasek (1995), a retenção de água das argamassas é a capacidade
que o material tem, no estado fresco, de manter sua consistência e trabalhabilidade quando
sujeito a solicitações que provocam perda de água, como evaporação, sucção ou absorção pelo
substrato. A norma americana ASTM C 270 (1998) define esta propriedade como a
capacidade da argamassa sob sucção de reter água da mistura, sendo que a mesma é
melhorada através do aumento do teor de cal ou de ar incorporado, da adição de finos ou do
uso de aditivos retentores de água.
Esta propriedade determina as condições de manuseio, como o tempo disponível
para aplicação, regularização, sarrafeamento e desempeno da argamassa. A retenção de água
é, também, a propriedade que influi diretamente nas características das argamassas tanto no
estado fresco como endurecido. Ela é responsável pelo grau de carbonatação da cal no
processo de endurecimento das argamassas.
Pretende-se com este ensaio estimar a quantidade de água que a argamassa é capaz
de reter. A retenção de água é feita a partir de um tratamento de sucção, utilizando para tal um
papel de filtro padronizado como substrato.
A metodologia adotada para a determinação da retenção de água tem por base a
norma EN 1015- 8:1999 . Para a realização do ensaio, começa-se por determinar a massa de
um molde metálico cilíndrico (ϕinterno=100±5mm; h=25±1mm) utilizando uma balança com
precisão 0,1g. Em seguida, preenche-se o molde com a argamassa a ensaiar, rasa-se a
superfície do molde com o auxílio de uma espátula e determina-se a massa do conjunto.
Com a finalidade de evitar que a argamassa fresca venha aderir à primeira folha de
papel de filtro, introduzem-se na superfície do molde duas gazes de algodão, e em seguida
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cobre-se o molde com as oito folhas de papel de filtro previamente pesadas e cobre-se o
conjunto com uma placa metálica.
Posteriormente, inverte-se o conjunto sobre uma superfície plana não absorvente.
Coloca-se um peso de 2kg sobre a amostra durante 5 minutos ±10 segundos. Após esse
período, coloca-se o conjunto na posição inicial e determina-se a massa dos oitos papéis de
filtro umedecidos.
A retenção de água (WRV) é determinada conforme as expressões referidas na
respectiva norma EN 1015 - 8: 1999. Água total da argamassa (W1) é dada pela seguinte
equação: mag ( g/g)
W1= marg
(4.6)
Em que,
mag – massa de água utilizada na argamassa (g);
marg – massa de todos os constituintes da argamassa (g);
A água da argamassa no molde calcula-se pelas seguintes equações: W2 = m5 × W1 ( ) (4.7) Em que,
m5 = m3 − m1
Sendo,
m1 – massa do molde vazio (g)
m3 – massa do conjunto (molde+argamassa) (g)
A massa da água absorvida pelo papel de filtro obtém-se pela seguinte equação:
W3= m4- m2 (g)
Sendo: m2 – massa do conjunto das 8 folhas de papel de filtro secas (g)
(4.8)
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m4 – massa do conjunto das 8 folhas de papel de filtro úmidas (g)
Diversas normas podem ser utilizadas para a determinação desta propriedade, como a
norma brasileira NBR 13277 (ABNT, 2005), a alemã DIN 18555 parte 7 (1987) e a britânica
BS 4551 (1980).
4.6.3 Densidade de massa aparente ou volúmica
A densidade de massa das argamassas, segundo a NBR 13278 (ABNT, 2005) é determinada
pelo quociente entre a massa e o volume ocupado pelo material quando este é introduzido e
compactado, em um recipiente mensurável de uma dada capacidade própria. Esta propriedade
é determinada através do preenchimento com argamassa, de forma padronizada, de um
recipiente cilíndrico, de volume e massa conhecidos. Após adensamento e nivelamento da
superfície da argamassa, bem como limpeza externa do recipiente é determinada a massa do
conjunto. O resultado do ensaio mostra o estado de agregação das moléculas da mistura.
A densidade da argamassa é expressa através da seguinte equação (CINCOTTO;
SILVA; CARASEK, 1995):
y = Mma – Mm (4.9)
Vm
Onde:
Y= densidade da argamassa, em g/dm³;
Mma= massa do molde cheio da argamassa, em g;
Mm= massa do molde vazio, em g;
Vm= volume do cilindro, em g/dm³.
4.6.4 Teor de ar incorporado
Os vazios presentes nas argamassas são decorrentes do ar aprisionado ou incorporado, ou
ainda de espaços deixados após evaporação do excesso de água. Além disso, o volume de
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vazios das argamassas depende da distribuição granulométrica das partículas mais finas da
mistura (CINCOTTO; SILVA; CARASEK, 1995).
Segundo a DIN 18555 parte 2 (1982), o teor de ar incorporado é o volume de ar
presente na argamassa no estado fresco. À medida que cresce o teor de ar a densidade da
argamassa diminui (MACIEL; BARROS; SABBATINI, 1998). Segundo estes autores, uma
argamassa com maior teor de ar incorporado e menor densidade apresenta melhor
trabalhabilidade.
O teor de ar incorporado pode ser obtido pelo método gravimétrico ou
pressiométrico. O primeiro relaciona a massa da argamassa fresca contendo ar com a massa
específica da argamassa sem ar, utilizando o frasco volumétrico de Le Chatelier para
gravidade específica. Este método é apresentado pelas normas BS 4551 (1980) e a NBR
13278 (ABNT, 1995).
Para o presente ensaio foi adotado o método pressiométrico (manométrico), que se
baseia na Lei de Boyle para determinação do teor de ar, sendo calculado pela relação da
pressão e do volume. Neste procedimento utiliza-se um medidor constituído por uma
campânula de medida e um sistema de vedação (CINCOTTO; SILVA; CARASEK, 1995).
As normas DIN 18555, parte 2 (1982) e ASTM C 780 (1998) prescrevem este método para
argamassas. Foram ensaiados 03 medidas para cada argamassa.
O equipamento utilizado para o ensaio pelo método pressiométrico está ilustrado na
Figura 4.3.
Figura 4.3 - Aparelho medidor de ar incorporado à argamassa (foto da autora).
4.7 PREPARAÇÃO E ARMAZENAGEM DOS CORPOS DE PROVA
Para realização dos ensaios de argamassa no estado endurecido foi necessária a moldagem de
corpos de prova prismáticos (40x40x160) mm. O procedimento para moldagem chama-se
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90
método de choque estabelecido pela NBR 13279 (ABNT, 2005). O método iniciou-se com o
preenchimento com argamassa até a metade da altura do molde prismático. Para o
adensamento do material, o molde foi elevado a uma altura de aproximadamente três
centímetros deixando-o cair, por três vezes, sobre uma superfície rígida. Então, o molde foi
preenchido até o topo e repetido o adensamento da mesma maneira, como está representado
na figura 4.4. A argamassa em excesso foi removida com uma placa de vidro, em ângulo de
quarenta e cinco graus, em vai e vem, ao longo de toda superfície,
Figura 4.4 - Moldagem dos corpos de prova (foto da autora).
Após sete dias os corpos-de-prova foram desmoldados, identificados por lotes,
com a data de moldagem, traço utilizado e o número sequencial. Todos os corpos-de-prova
foram submetidos à cura ao ar, em local coberto, nas dependências do Laboratório de
Materiais de Construção Civil da UFRN, durante o período mínimo de 90 dias, para então
serem ensaiados, conforme figura 4.5.
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91
Figura 4.5 – Armazenamento dos corpos de prova (foto da autora).
4.8 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO
4.8.1 Densidade de massa aparente
O ensaio de densidade de massa aparente no estado endurecido foi realizado na idade de 90
dias, conforme a NBR 13280 (ABNT, 2005). A mesma prescreve o método de ensaio para
determinação da densidade de massa aparente de argamassa para assentamento e revestimento
de paredes e tetos, no estado endurecido. Os corpos-de-prova foram moldados de acordo com
o estabelecido pela NBR 13279 (ABNT, 2005), utilizando-se 03 corpos de prova para cada
argamassa. Para calcular-se a densidade de massa (P máx) utiliza-se a seguinte equação:
Expressar o resultado em (kg/m³)
P máx = m 1000 (4.10)
V
Onde:
M= a massa do corpo de prova
V= volume do corpo de prova em cm³, a partir das medidas da largura (l), da altura (h) e do
comprimento (c).
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4.8.2 Módulo de elasticidade dinâmico
O módulo de elasticidade está relacionado ao comportamento elástico do revestimento e pode
fornecer informações a respeito da deformabilidade e da rigidez de um revestimento de
argamassa. Esta propriedade mecânica é de grande interesse, pois está ligada aos fenômenos
patológicos dos revestimentos de argamassa, em especial, as fissuras.
A ocorrência de fissuras num revestimento de argamassa decorre da elasticidade e
resistências à tração inadequadas diante das tensões de tração resultantes da retração de
secagem, retração térmica ou ações externas ao revestimento.
O ensaio de módulo de elasticidade foi realizado conforme o prescrito na norma
NBR 18:400.04-008 (ABNT, 2008), intitulada "Argamassa para assentamento e revestimento
de paredes e tetos - Determinação do módulo de elasticidade dinâmico através da velocidade
de propagação de onda ultrassônica”, que consiste em:
- Inicialmente regular o equipamento utilizando a barra de referência;
- Verificar se as superfícies dos corpos de prova (base e topo) estão lisas, limpas e livres de
grãos soltos;
- Determinar a densidade de massa aparente dos corpos de prova;
- Aplicar camada de gel de contato na superfície dos transdutores, comprimindo-os contra
as faces dos corpos de prova. O gel utilizado para realização dos ensaios foi a vaselina, vale
ressaltar que foram obtidos resultados mais confiáveis utilizando um produto mais viscoso,
que possibilitou uma melhor acoplagem e regularização entre as duas superfícies.
A equação 4.11, fornecida pela norma NBR 15630:08 permite calcular o módulo de
elasticidade dinâmico:
Ed= V²p (1+µ) (1-2µ) (GPa) (4.11)
(1-µ)
Onde: Ed é o módulo de elasticidade dinâmico
V é a velocidade de propagação da onda ultrassônica (mm/µs)
P é a densidade de massa aparente (kg/m³)
µ é o coeficiente de Poisson, este valor foi presumido constante para os diferentes tipos de
argamassas e igual a 0,20.
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93
Os corpos-de-prova foram moldados de acordo com a NBR 13279 (ABNT, 2005) e
ensaiados após 90 dias de idade, sendo selecionados 03 corpos de prova para cada argamassa.
Os resultados encontrados nos ensaios mostram a capacidade de deformação das argamassas
quando submetidas a solicitações.
O ensaio foi realizado por meio do medidor de velocidade de pulso ultrassônico,
marca CONTROLS, modelo 58 - E0048. A Figura 4.6 ilustra o equipamento utilizado e a
realização do ensaio.
Figura 4.6 – Determinação do tempo que a onda ultrassônica percorre o corpo de prova 4x4x16cm.
4.8.3 Variação dimensional (retração linear)
A importância do estudo do fenômeno de retração das argamassas está ligada à qualidade e
durabilidade das edificações. Uma vez aplicada sobre uma base, a argamassa é impedida de
retrair-se livremente por causa da aderência e são geradas tensões de tração, que podem levar
à fissuração do revestimento. Para este ensaio foram moldados 03 corpos de prova de cada
argamassa, num total de 21 (vinte um) corpos de prova, em formas triplas de dimensões 2,5 x
2,5 x 28,5 (cm), conforme estabelecido pela norma aderência da argamassa.
A norma ABNT NBR 13281 – Argamassa para assentamento e revestimento de
paredes e tetos - Determinação da variação dimensional (retração linear)" medidas em corpos
de prova no estado endurecido, adota um valor máximo de retração aos 28 dias para
argamassas de revestimento (emboço). A sala para armazenagem dos corpos de prova foi
controlada na temperatura de (23°C ± 2)
°C e umidade relativa do ar de (50 ± 5) %. Os
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94
valores de retração foram medidos com a argamassa no estado endurecido, passados sete dias
ou 168 horas após a moldagem dos corpos-de-prova, uma vez que antes deste prazo é muito
difícil manuseá-los sem quebra. A leitura inicial em relógio comparador (precisão 0,001 mm),
figura 4.7a foi feita logo após a desforma, ao completarem 168 horas depois da moldagem,
seguindo-se outras medidas: de sete em sete dias até completar 28 dias.
Figura 4.7a - Relógio comparador utilizado para leitura da retração em argamassas.
Figura 4.7b – Corpos de prova para ensaio de retração.
4.8.4 Resistência à tração na flexão e à compressão
De acordo com Carasek (2007), a resistência mecânica diz respeito à propriedade dos
revestimentos de possuírem um estado de consolidação interna capaz de suportar esforços
mecânicos das mais diversas origens e que se traduzem, em geral, por tensões simultâneas de
tração, compressão e cisalhamento.
A NBR 13281 (ABNT, 2001) prescreve que os requisitos mecânicos e reológicos
das argamassas devem estar em conformidade com as exigências indicadas na tabela 4.5:
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95
Tabela 4.5 – Exigências mecânicas e reológicas para argamassas.
Características Identificação Limites Método
Resistência à compressão aos 28 dias para argamassas cimentícias (MPa)
I ≥ 0,1 e < 4,0 NBR 13279
II ≥ 4,1 e ≤ 8,0
III >8,0
Capacidade de retenção de água (%) Normal >80 e <90 NBR 13277
Alta >90
Teor de ar incorporado (%)
A <8
B ≥8 e ≤18 NBR 13278
C >18
A resistência à tração na flexão e a resistência à compressão foram determinadas na
idade de 90 dias, com 04 corpos de prova por argamassa, conforme procedimento descrito na
NBR 13279 (ABNT, 2005). A norma permite que, primeiramente se ensaie o corpo-de-prova
à tração na flexão e, em seguida, que este mesmo corpo-de-prova seja ensaiado à compressão.
Antes da realização do ensaio de resistência à tração na flexão, demarca-se o eixo
do corpo-de-prova para garantir a aplicação da carga no centro do mesmo. Os ensaios foram
realizados no Laboratório de Metais e Ensaios Mecânicos da UFRN em uma prensa universal
da Shimadzu modelo Autograph AG-X. A velocidade de carga utilizada para o ensaio de
resistência à compressão e para o ensaio de resistência à tração ma flexão foi de 0,25 N/s
(NBR 13279, ABNT, 2005). As Figuras 4.8 e 4.9 ilustram a execução dos ensaios.
(a) (b)
Figura 4.8 (a e b) – Ensaio de resistência à tração na flexão antes e depois da ruptura do corpo de
prova.
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96
Figura 4.9 – Corpo de prova durante o ensaio de resistência à compressão.
4.8.5 Absorção de água por capilaridade
Para realização deste ensaio seguiu-se o método de ensaio descrito na NBR 15259 (ABNT,
2005). Os corpos-de-prova foram moldados conforme a NBR 13279 (ABNT, 2005) e
ensaiados aos 90 dias de idade. Foram utilizados 03 corpos de prova para cada argamassa.
Esse ensaio tem como princípio básico medir a absorção de água das argamassas pelos poros
capilares.
A partir da colocação dos corpos de prova, em contato com a água, determinar a
massa de cada corpo de prova, em gramas, aos 10 min (m10 ) aos 90 min (m90 ). A absorção
de água por capilaridade é calculada para cada tempo e expressa em gramas por centímetro
quadrado, dividindo a variação de massa pela área da seção transversal do corpo de prova em
contato com a água de acordo com a seguinte equação:
At = mt - mo (4.12)
16
- At é a absorção de água por capilaridade, para cada tempo (g/cm²).
- mt é a massa do corpo de prova em cada tempo (g).
-mo é a massa inicial do corpo de prova (g).
- t corresponde aos tempos de 10 min e 90 min, em segundos.
- 16 é a área do corpo de prova, em cm².
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
97
Figura 4.10 – Corpos de prova em ensaio de absorção de água (foto da autora).
4.8.6 Resistência aos sais
O estudo refere-se a degradação de argamassas pelos sais de cloreto, sulfato e nitrato, todos de
sódio, com 1% de concentração em volume a fim de verificar os danos causados pelos sais nas
argamassas em estudo. Para tanto, selecionou-se dois corpos-de-prova de cada traço, no total
de 42 corpos-de-prova.
Após 90 dias, todos os corpos foram pesados e, posteriormente, submetidos a um
processo de absorção d’água, com ciclos alternados de molhagem e secagem, contendo sais,
por um período aproximado de 12 horas.
Após este processo, os corpos foram secados externamente, novamente pesados e
colocados na estufa, a 100°C ± 5°C, também por igual período de 12 horas. Ao final deste
tempo, os corpos foram pesados, completando-se assim, o ciclo 01, perfazendo um total de 10
ciclos.
Figura 4.11a – sais de cloreto de sódio. Figura 4.11b – sais de nitrato de sódio. Figura 4.11c – sais de sulfato de sódio.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
98
4.8.7 Determinação da resistência de aderência à tração (Ensaio de arrancamento)
A NBR 13528 (ABNT, 1995) prescreve o método para determinação da resistência de
aderência à tração de revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas. Este ensaio
permite avaliar diretamente a aderência da argamassa ao suporte através da quantificação da
força necessária para produzir o arrancamento (tração direta) de uma pastilha metálica
previamente colada, bem como permite avaliar a compatibilidade da argamassa com o
suporte.
A NBR 13528 (ABNT, 1995) não especifica a utilização de um suporte específico
para a aplicação da argamassa para a realização do ensaio. Sendo que, as argamassas de
revestimento para restauro apresentam como suporte frequente de aplicação os tijolos
cerâmicos, assim, optou-se no presente estudo pela utilização deste tipo de suporte para a
realização deste ensaio.
Os corpos-de-prova foram preparados no pátio do Laboratório de Materiais de
Construção da UFRN, aplicados sobre componentes de alvenaria em forma de painéis,
composto por 06 furações para colagem das pastilhas metálicas de seção quadrada com 100
mm de lado, para cada argamassa, espaçados entre si e dos cantos ou quinas em no mínimo 50
mm.
(a) (b) (c)
Figura 4.12 (a, b, c) – Aplicação das argamassas.
O ensaio consiste na aplicação de cola epóxi na interface entre a pastilha metálica e
a argamassa, pressionando durante breves minutos de forma a garantir o eficaz espalhamento
da cola e a respectiva uniformidade da camada, removendo-se por esta via eventuais excessos.
A colagem é considerada concluída após um período mínimo de 01 hora (Figura 4.13 a, b).
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
99
(a) (b)
Figura 4.13 (a, b) – Colagem das pastilhas.
O arrancamento é efetivado pela aplicação de uma força perpendicular à pastilha
por recurso à utilização do equipamento, marca PAVITEST/RECORD, CM EA-01, conforme
Figura 4.14. Este equipamento permite a definição da taxa de aplicação da força de acordo
com a tensão que é regulada para a sua alimentação.
Quando da aplicação gradual da força pelo motor, o valor da tensão vai sendo
registrada no dinamômetro até à ocorrência da ruptura. O máximo valor registrado
corresponde à tensão de aderência. Os valores da tensão de aderência associada apresentados
no presente estudo correspondem aos valores médios dos seis ensaios efetuados em cada
argamassa estudada.
Figura 4.14 – Equipamento utilizado no ensaio de aderência das argamassas.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
100
4.9 ANÁLISE MICROESTRUTURAL POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE
VARREDURA (MEV)
O progresso no campo dos materiais resultou principalmente do reconhecimento do princípio
de que as propriedades de um material têm origem na sua estrutura interna; em outras
palavras, as propriedades podem ser modificadas por mudanças adequadas na estrutura do
material (MEHTA & MONTEIRO, 1994). Diante disso, as argamassas formuladas foram
analisadas micro estruturalmente, visando um auxílio na busca por respostas quando da sua
caracterização.
Para a visualização na microscopia é necessário que a superfície observada não
tenha recebido nenhum tipo de atrito ou qualquer incidência física que possa alterar as tensões
superficiais do material, para não modificar, assim, as características intrínsecas da argamassa
observada (SOUZA, 2007).
Com idades superiores há 90 dias, os corpos-de-prova foram fraturados
manualmente, por impacto, onde foram reduzidos em amostras menores, com
aproximadamente 0,70 x 0,50 x 0,50 cm e armazenadas em cápsulas com tampa. Em seguida,
Como as amostras não são condutoras, foi necessária a deposição de ouro na superfície para
garantir o fluxo de elétrons, visando o aumento do contraste de visualização.
As micrografias foram realizadas no Laboratório de Caracterização de Materiais –
Departamento de Tecnologia Mecânica e de Materiais – LCM - IFBA, Campus Salvador,
utilizando-se o aparelho da marca TESCAN, modelo LM3. Para todas as amostras utilizou-se
o mesmo critério de análise, onde primeiramente foi selecionado o ponto mais bem
metalizado, visando uma melhor visualização, e em seguida o mesmo foi ampliado, sempre a
partir da região central, em 3000 vezes.
Para analisar a composição química elementar pontual das amostras, foram
selecionadas três amostras por serem representativas e apresentarem concentrações bem
distintas de resíduos. As análises foram realizadas através da espectroscopia de raios-X por
energia dispersiva (EDS) - acoplado ao MEV, realizadas a 15Kv.
.
4.10 ANÁLISES POR DIFRAÇÃO DE RAIOS – X (DRX) E FLUORESCÊNCIA DE
RAIOS – X (FRX)
Para identificação das fases formadas em todas as argamassas produzidas, foi
utilizada a técnica de difração de raios-X (DRX) e fluorescência de raios-X (FRX). Com
idades superiores a 90 dias, as análises de fases por difração de raios-X foram realizadas
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
101
Utilizando um equipamento da marca Shimadzu modelo XRD-7000, localizado no Laboratório
de Difração e Fluorescência de raio-X do Departamento de Engenharia de Materiais –
DEMAT da UFRN. Os experimentos de difração de raios-X foram realizados utilizando-se
radiação Cu-Ka, com tensão acelerada 30 kV e corrente de 30 mA, com varredura de 5° a
80°, velocidade de varredura de 2°/min. No caso das análises por fluorescência de raios-X, se
fez uso do equipamento EDX 720 da marca Shimadzu do DEMAT da UFRN.Os traços das
argamassas analisadas por difração de raios-X e por fluorescência de raios-X foram os
mesmos, As amostras para realização destes ensaios foram extraídas dos mesmos corpos-de-
prova utilizados no ensaio de compressão. Uma pequena amostra do corpo de prova foi
triturada e moída em um almofariz e utilizada à fração passante em peneira #200 (0,075 mm).
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
102
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apresentam-se a seguir os resultados encontrados durante o desenvolvimento do programa
experimental. Os resultados aqui apresentados fornecem indicações relevantes como soluções
possíveis, com o objetivo de definir campos de aplicação e apontar caminhos a seguir. Este
capítulo objetiva demonstrar avanços técnicos na aplicação de novas argamassas à base de cal
na área da conservação visando melhorar as práticas de intervenção no patrimônio edificado.
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA
5.1.1 Massa unitária ou aparente
Realizados todos os procedimentos de execução do ensaio, conforme preconiza a NBR 7251
da ABNT foram obtidos os resultados a seguir.
Tabela 5.1 – Massa unitária ( γ ) do agregado miúdo no estado solto e seco.
Areia seca
Vol. (mm³)
P Bruto (g)
Tara (g)
P Liq. (g)
γ (g/cm³)
AM1 9823,44 17381,7 2105 15276,7 1,55
AM2 9823,44 17487,8 2105 15382,8 1,56
Média 1,55
Os valores obtidos nas pesagens ficaram dentro da margem de 1% de desvio da
média. A massa unitária da areia seca no estado solto foi então determinada conforme
fórmula:
γ = P m – Po
V (5.1)
O que resultou em: γ = 1,55 g/cm3
Tabela 5.2 – Massa Unitária ( γ ) do resíduo do polimento do porcelanato (RPP).
RPP Vol. (mm³) P Bruto (g) Tara (g) P Liq. (g) γ (g/cm³)
AM1 1586,34 1642,1 516,5 1125,6 0,71
AM2 1586,34 1622,3 516,5 1105,8 0,70
Média 0,70
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103
Tabela 5.3 – Massa Unitária ( γ ) da cal.
Cal Vol. (mm³) P Bruto (g) Tara (g) P Liq. (g) γ (g/cm³)
AM1 1586,34 1332,6 516,5 816,1 0,51
AM2 1586,34 1325,2 516,5 808,7 0,51
Média 0,51
5.1.2 Massa específica ou real
Este ensaio tem por objetivo determinar a massa específica do agregado miúdo pelo método
do frasco de Chapman, fundamentado na NBR 9776.
A massa específica do agregado miúdo será dada pela fórmula:
γ = 500
L − 200
onde: γ = massa específica do agregado miúdo. (5.2)
L = leitura do frasco após a colocação do agregado miúdo.
Portanto, leitura feita após a colocação do agregado miúdo: 391 mL.
γ = 500
391 − 200
= 2,61g / cm3
O resultado refletido neste ensaio demonstra o resultado padrão da grande maioria
das massas específicas das areias (y = 2,6 g/cm³).
Procede-se o mesmo procedimento para execução da massa específica para o
resíduo de pó de porcelanato (RPP) e da Cal.
5.1.3 Massa específica – RPP
γ = 50
L − 200
(5.3)
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104
γ = 50
221,5 − 200
= 2,32 g / cm3
5.1.4 Massa específica – CAL
γ = 50
L − 200
γ = 50
225 − 200
= 2,00 g / cm3
(5.4)
A Tabela 5.4 apresenta os resultados das massas específicas e massas unitárias dos
materiais utilizados no estudo experimental.
Tabela 5.4 – Resumo dos resultados da Massa específica e unitária dos materiais de
partida.
Ensaio Método Resultado
Cal
Massa específica (g/cm3) NBR 9776 (1987) 2,00
Massa unitária (g/cm3) NBR 7251 (1982) 0,51
Agregado miúdo (areia)
Massa específica (g/cm3) NBR 9776 (1987) 2,61
Massa unitária (g/cm3) NBR 7251 (1982) 1,55
Resíduo do Polimento do Porcelanato
Massa específica (g/cm3) NBR 9776 (1987) 2,32
Massa unitária (g/cm3) NBR 7251 (1982) 0,70
Os resultados encontrados mostram que a massa específica do resíduo é inferior a
massa específica do agregado miúdo. Conjunto de grãos menores em substituição a grãos
maiores implica em uma maior superfície específica, sendo esta diretamente proporcional à
ligação entre o agregado e o aglomerante, e conseguintemente a agregação das moléculas.
Em relação à massa unitária, os resultados mostram que o resíduo possui massa
unitária maior que a do aglomerante e menor que a do agregado miúdo. Segundo Pandolfo et
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
105
al. (2005), a massa unitária é inversamente proporcional à compacidade das argamassas.
Diante disso, os resíduos podem contribuir para o preenchimento dos vazios presentes na
ligação agregado/aglomerante.
5.1.5 Granulometria do agregado miúdo
O teor de finos e a granulometria são elementos decisivos para o desempenho das argamassas.
Na Tabela 5.5 estão apresentadas as características granulométricas do agregado miúdo
utilizados nas argamassas estudadas. As figuras 5.1 e 5.2 ilustram a curva granulométrica da
porcentagem retida e acumulada do agregado miúdo utilizado nas misturas.
Realizados todos os procedimentos de execução de ensaio, conforme preconiza a
NBR 7211 da ABNT foram obtidos os resultados a seguir:
Massa utilizada: 500g
Tabela 5.5 – Granulometria do agregado miúdo.
# (mm) Retido (g) % Retido % Retido acumulado % Passante
4,75 0 0 0 100
2,36 15,8 3,13 3,13 97
1,18 68,5 13,7 16,83 83
0,60 145,9 29,18 46,01 54
0,30 156,5 31,33 77,34 23
0,15 102,5 20,5 97,84 2
fundo 10,8 2,16 100 0
O diâmetro máximo do agregado miúdo foi definido como a malha da peneira na
qual ficou retido o percentual acumulado igual o imediatamente inferior a 5%, o que resultou
Diâmetro máximo = 2,36 mm.
Na descrição dos resultados, chegou-se aos seguintes valores para a areia analisada:
Modulo de finura = 2,4
Diâmetro máximo = 2,36 mm
De acordo com o módulo de finura definido, a areia analisada constitui-se de uma
areia média, pois apresentou modulo de finura 3,0 > MF > 2,0. A Tabela 5.6 apresenta os
resultados da caracterização física do agregado miúdo utilizado no estudo experimental.
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106
% P
assa
nte
% R
eti
da
Acu
mu
lad
a
120
100
80
60
40
20
0
4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 fundo
Abertura das peneiras (mm)
Figura 5.1 – Curva granulométrica da areia: % retida acumulada.
120
100
80
60
40
20
0
4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 fundo
Abertura das peneiras (mm)
Figura 5.2 – Curva granulométrica da areia: % passante.
Módulo de finura é a soma das frações retidas acumuladas nas peneiras, dividido
por 100. Este parâmetro é resultado da determinação da composição granulométrica
utilizando a série normal de peneiras (NBR 7211, 1987). De acordo com Selmo (1986), areias
com maiores módulos de finura, que possuem maior fração de grãos graúdos, propiciam
revestimentos com textura mais áspera. Deste modo, são indicadas areias grossas para
chapisco, areias médias para emboço e finas para reboco, sendo que a mistura de areia média
com areia fina pode resultar em granulometria própria para massa única. Para a classificação
pelo módulo de finura tem-se: MF > 3,0 areia grossa, 3,0 > MF > 2,0 areia média e MF < 2,0
areia fina.
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107
Tabela 5.6 – Caracterização física do agregado miúdo utilizado na pesquisa.
Propriedade Agregado utilizado na composição das argamassas
Diâmetro máximo (mm) 2,36
Massa unitária (g/cm³) NBR 7810 (1983) 1,55
Massa específica (g/cm³) NBR 9776 (1987) 2,61
*Coeficiente de uniformidade 4,0
Módulo de finura 2,41
**Índice de vazios (%) 0,59
*Coeficiente de uniformidade é a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva
granulométrica (% passante). Esta relação indica a falta de uniformidade, sendo considerado muito uniforme
quando Cu < 5, uniformidade média quando 5 < Cu < 15 e desuniforme quando Cu > 15 (CAPUTO, 1988).
**Índice de vazios = 1 − MU => sendo MU - massa unitária e ME - massa específica do agregado.
ME
Após a análise dos resultados dos ensaios de granulometria e através de avaliação
visual, decidiu-se peneirar a areia de rio, tipo quartzosa utilizando a # 2,36 mm, a fim de obter
uma areia média e em decorrência disso diminuir a dimensão máxima característica, que era
de 4,75 mm. As areias médias são comumente utilizadas para argamassa de emboço. Com
este procedimento predominou a fração mais grossa em relação à fração fina, identificando
maior grau de entrosamento, uma vez que a fração fina é suficiente para preencher os vazios
localizados entre as partículas maiores, tendo como consequência o aumento do ângulo de
atrito. Este procedimento visou obter um agregado mais apropriado para produzir uma
argamassa de emboço e que ao mesmo tempo resulte numa melhor trabalhabilidade.
Segundo Sousa (2005), a granulometria muito uniforme da areia é indicada para
argamassa de recuperação, pois tende a formar maior número de vazios na matriz,
aumentando a porosidade do material, o que vem favorecer o processo de carbonatação da cal.
Entretanto esta propriedade em argamassas afetará no acréscimo do consumo de água e no
aumento da permeabilidade.
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108
5.1.6 Granulometria à laser
5.1.6.1 Resíduo do polimento do porcelanato
A Tabela 5.7 apresenta o resultado da granulometria a laser do resíduo do polimento do
porcelanato.
Tabela 5.7 – Granulometria a laser do RPP (diâmetro em µm).
Com base na granulometria, pode-se dizer que, o resíduo do polimento do
porcelanato é um material apropriado para realizar o preenchimento dos vazios deixados pelos
grãos da cal, visto que 90% de suas partículas possuem diâmetro inferior a
11,27 µm. Quanto à classificação, o mesmo comporta-se como um pó, pois possui o diâmetro
das suas partículas entre 1 e 44 µm.
Segundo Silva (2005), quanto ao tamanho da partícula, o sistema pode ser
classificado como:
• Sistema granular: partículas acima de 44 µm, forças gravitacionais
predominam, o material flui livremente.
• Sistema coloidal: partículas menores que 1 µm, as forças de superfície
predominam controlando o comportamento do sistema.
• Pó: partículas de 1 a 44 µm, forças gravitacionais e de superfície da mesma
ordem.
De acordo com a classificação acima, pode-se observar que o resíduo de polimento
do porcelanato comporta-se como um pó.
A Figura 5.3 ilustra a curva granulométrica encontrada para o referido resíduo.
Resíduo do polimento do porcelanato D10% D50% D90%
1,27 5,44 11,27
Diâmetro médio das partículas 5,93
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109
Figura 5.3 – Diâmetro das partículas x Porcentagem acumulada do RPP.
5.1.6.2 Cal
A cal aqui utilizada foi a cal hidratada CH1, devido a sua melhor pureza, fornecida pela
CARBOMIL, localizada em Limoeiro do Norte - CE.
Granulometricamente, a distribuição dos tamanhos de partícula dessa cal é a
indicada pela curva granulométrica de distribuição acumulada, conforme Figura 5.4 e os
diâmetros correspondentes aos percentuais de 10, 50 e 90% e diâmetro médio, na Tabela 5.8,
a seguir.
Tabela 5.8 – Distribuição granulométrica da cal CH1.
10% (µm) D50% (µm) D90% (µm) Dmédio (µm)
0,83 5,20 13,67 6,39
O resultado do ensaio mostra que o diâmetro médio das partículas da cal é de 6,39
µm, maior que o diâmetro médio do resíduo. Diante disso, pode-se concluir, através da
granulometria a laser, que, provavelmente, o resíduo do polimento do porcelanato apresenta
granulometria adequada ao preenchimento dos vazios deixados pelos grãos da cal.
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110
Figura 5.4 – Distribuição granulométrica acumulada da cal CH1.
5.1.7 Microscopia eletrônica de varredura
5.1.7.1 Resíduo do polimento do porcelanato
A Figura 5.5 ilustra uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura do resíduo
do polimento do porcelanato. A análise realizada evidencia a morfologia das partículas do
resíduo. A micrografia revela que, as partículas do resíduo do polimento do porcelanato são
mais irregulares e angulares que as do agregado miúdo, à medida que este material vai sendo
substituído, a trabalhabilidade das argamassas dosadas tende a ser melhor. Ressalta-se que a
granulometria muito uniforme do agregado miúdo (Cu<5) constitui-se de partículas esféricas e
arredondadas com ângulo de atrito sensivelmente menor do que os constituídos de grãos
angulares. Este fato se justifica pelo maior grau de entrosamento identificado entre as
partículas, quando elas são irregulares, portanto, provavelmente a morfologia das partículas
do resíduo favorece a coesão das argamassas.
Figura 5.5 – Micrografia eletrônica por varredura do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons
secundários
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111
1 - SiO
2
2 - 3Al O .2SiO 2 3 2
3 - SiC
Inte
nsi
dade (cp
s)
1
5.1.8 Difratometria de raios-X e Fluorescência de raios-X
5.1.8.1 Resíduo do polimento do porcelanato
A difratometria de raios-X do resíduo do polimento do porcelanato, conforme ilustrado na
Figura 5.6 mostra que as fases predominantes são quartzo, mulita e carbeto de silício. A
presença do quartzo e da mulita possivelmente é oriunda do porcelanato, enquanto que a
presença do carbeto de silício pode estar relacionada ao abrasivo utilizado no processo do
polimento do porcelanato.
3000 1
2500
2000
1500
1000
500
1
2 3 2
2
2 21 1321 1 1
3
1 1 1
1
1 0
10 20 30 40 50 60 70 8
2θ (graus)
Figura 5.6 – Difratograma de raios-X do RPP (1: SiO2 - Quartzo 2: 3Al2 O3 .2SiO2 - Mulita e 3: SiC –
Carbeto de silício).
Na Tabela 5.9 encontra-se a análise por fluorescência de raios-X do RPP. A análise mostra o
SiO2 como óxido predominante, confirmando assim a formação do quartzo encontrado na
difração de raios-X. A presença de Al2 O3 deve-se a mulita e o MgO possivelmente oriundo
do abrasivo magnesiano utilizado para o polimento.
Tabela 5.9 – Fluorescência de raios-X do RPP.
Fase Percentual
SiO2 63,991 Al2 O3 21,722 MgO 5,418
CaO 2,607
K2 O 1,988
SO3 1,806
P2 O5 1,034 Outros 0,534
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112
5.1.8.2 Cal
O resultado do DRX para a cal é o indicado na Figura 5.7, que ilustra o difratograma de raios-
X da cal hidratada. O resultado da análise mostra que há uma predominância da fase Ca(OH)2 .
Sendo o CaCO3 , possivelmente, frações formadas em decorrência do processo de
endurecimento da cal ao longo do tempo. Tais fases foram formadas devido a origem calcária
do resíduo.
A especificação brasileira NBR-7175 (ABNT, 1992) estabelece, como critério de
qualidade (pureza da cal) o teor mínimo de 88% de óxidos totais; segundo este critério, pode-
se afirmar que a amostra de cal aqui analisada, é considerada de elevada pureza, com teores
de 99,47% para a cal CH1 fornecido pelo fabricante.
Figura 5.7 – difratograma de raios-X da cal CH1. P: Ca(OH)2 -Hidróxido de cálcio (Portlandita). C:
CaCO3 - Carbonato de cálcio (Calcita).
A Tabela 5.10 apresenta o resultado da análise por fluorescência de raios-X. O
resultado mostra a predominância do Ca, confirmando o resultado da análise por difração de
raios- X. Além disso, foram encontrados Mg , Si e outros elementos em teores menores,
provavelmente em decorrência de impureza da matéria prima, como, quartzo, argilo - minerais,
frações oriundas da interação argila-cal e abrasivos do polimento.
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113
Tabela 5.10 – Composição química (% em massa) da cal CH1.
CaO MgO SiO2 SO3 Fe2 O3 K2 O
92,09 5,2 1,16 1,155 0,247 0,144
5.2 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO
5.2.1 Execução do sistema
A presente pesquisa foi desenvolvida em argamassas à base de cal e areia com substituições
percentuais do agregado miúdo pelo resíduo do porcelanato. Esse tipo de argamassa foi
escolhido por ser um material, tradicionalmente, utilizado na execução do sistema de
revestimento para edificações históricas, portanto suas propriedades no estado fresco
necessitam de uma caracterização mais detalhada. As argamassas no estado fluído determina a
execução do serviço cujo desempenho depende das propriedades de consistência,
trabalhabilidade, adesão e plasticidade.
5.2.2 Índice de consistência – trabalhabilidade
Estes ensaios tiveram como objetivo aferir em cada argamassa produzida a quantidade de
água de amassadura, ou seja, a determinação da razão água/ligante necessária para se atingir o
índice de consistência padrão prescrito na NBR 13276 (ABNT, 2005), chegando-se a uma
consistência no intervalo de 260 ± 5mm recomendado pela NBR 13276 (ABNT, 2005),
fixando-se este índice de consistência para cada traço, conforme mostra a tabela 5.11.
Esta Tabela apresenta os resultados médios dos índices de consistência por
espalhamento e o desvio padrão de todos os ensaios realizados com as argamassas, obtendo a
relação água/ligante para cada traço formulado. A Tabela 5.11 permite analisar a variação
percentual desses índices para todas as argamassas formuladas com resíduo e para a
argamassa de referência.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
114
Tabela 5.11 – Consistência por espalhamento.
Argamassa
Relação
água/ligante
Índice de
consistência
por
espalhamento
(mm)
e desvio padrão
Coeficiente
de variação
(%)
Variação entre a consistência
das argamassas com resíduos e
argamassa de referência (%).
A/0/REF 1,90 255 ± 3,0 1,17 –
A/5/RPP 2,00 255,5 ± 0,5 0,20 +0,19
A/10/RPP 2,10 261,5 ± 0,8 0,30 +2,54
A/15/RPP 2,22 262 ± 2,0 0,76 +2,74
A/20/RPP 2,40 264 ± 1,0 0,37 +3,52
A/25/RPP 2,59 263 ± 3,0 1,14 +3,13
A/30/RPP 2,77 263,7 ± 0,7 0,26 +3,29
Neste ensaio constatou-se que ocorreu um aumento no índice de consistência das
argamassas produzidas com resíduo, pois quando temos um conjunto de grãos menores em
substituição a grãos maiores implica em uma maior quantidade de vazios, uma maior
superfície específica e, portanto um maior consumo de água, como consequência, as
argamassas obtiveram um aumento na coesão. Neste caso, se pode dizer que o RPP
provavelmente está contribuindo para uma melhor ligação entre as partículas sólidas da
argamassa e a química da pasta aglomerante, atuando assim como um agente capaz de
melhorar as condições de coesão interna das argamassas, em função da diminuição da tensão
superficial da pasta aglomerante e da adesão ao agregado; Conforme figuras 5.8 e 5.9 pode-se
verificar a diferença não só quanto a trabalhabilidade, como a coesão das argamassas
elaboradas sem e com resíduo.
Figura 5.8 – Argamassa de cal e areia Figura 5.9 – Argamassa de cal e areia com
15% de resíduo do polimento do porcelanato.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
115
Tal aumento na coesão pode proporcionar ganhos relativos à qualidade e
produtividade quando da elevação e revestimento de alvenarias, podendo ainda influenciar na
redução de perdas das argamassas, reduzindo assim o desperdício e, consequentemente, a
geração de resíduos.
Observou-se, ainda, que à medida que se aumenta a percentagem de resíduo,
aumenta a necessidade de água para obtenção do índice de consistência padrão. Tal fato
provavelmente está relacionado ao aumento da superfície específica da fração do resíduo
das argamassas (2,32 g/cm3) ser menor que a do agregado miúdo (2,61 g/cm³). Diante disso,
conclui-se que quanto maior a superfície específica do material maior será a necessidade de
água para que o mesmo possa atingir o índice de consistência desejado. Há uma maior
mobilidade e interação entre as partículas com diâmetros menores que 0,075 mm
ocasionadas principalmente, pela presença de finos com diâmetros médios de 0,0063 mm
(cal) e 0,0059 mm (RPP) na argamassa aumentando a área superficial das partículas,
consequentemente, aumentando o consumo de água. Conforme pode ser observado na Figura
5.10, com o aumento do teor de finos do polimento do porcelanato nas argamassas de cal
começa a aumentar a exigência de água a partir do teor de 10% . As partículas finas
adicionadas à argamassa vão favorecer o preenchimento dos vazios existentes, entre as
partículas maiores da areia, favorecendo o empacotamento das partículas e levando a
característica de eliminação de exsudação, que é basicamente alcançada através da elevação
da viscosidade que as partículas finas conferem com o aumento da fase aquosa da argamassa.
Figura 5.10 – Correlação do teor de resíduo com o índice de consistência das argamassas
254
256
258
260
262
264
266
0 5 10 15 20 25 30
Índ
ice
de
con
sist
ênci
a (
mm
)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
116
5.2.3 Retenção de água
Na Tabela 5.12 encontram-se os resultados médios dos valores de retenção de água das
argamassas produzidas. Também é apresentada nesta mesma tabela a variação
percentual da retenção de água entre as argamassas com resíduos e argamassas de referência.
Tabela 5.12 – Retenção de água das argamassas (%).
Argamassa
Retenção de água
(%)
e desvio padrão
Variação entre a densidade de massa das
argamassas com resíduos e argamassa
referência
(%)
0/REF 90 ± 4,0 -
A/5//REF 88 ± 0,6 -2,22
A/10/RPP 91 ± 1,5 +1,11
A/15/RPP 92 ± 0,6 +2,22
A/20/RPP 91 ± 1,5 +1,11
A/25//RPP 93 ± 1,0 +3,33
A/30/RPP 95 ± 1,5 +5,55
Os valores mostram que todas as argamassas estudadas apresentam uma taxa de
retenção de água elevada, o que evidencia o bom comportamento destas perante determinadas
condições climáticas quando da sua aplicação e, ainda, quando aplicadas sobre suportes
absorventes. Uma retenção de água elevada permite evitar não só a sucção rápida da água por
parte do suporte, como uma perda excessiva de água de amassadura durante o processo de
endurecimento.
Os resultados obtidos mostram que não ocorreu alteração relevante, ou seja,
aumento ou diminuição, da retenção de água das argamassas formuladas, independentemente
do percentual do resíduo utilizado na mistura. Diante disso, provavelmente, a utilização dos
resíduos na mistura das argamassas em substituição ao agregado não influencia essa
propriedade.
Porém, ao se correlacionar os percentuais de resíduos presentes na mistura com a
porcentagem de água retida (Figura 5.11) pode-se verificar que todas as argamassas
produzidas com resíduos, tendem a aumentar a retenção de água na medida em que há um
aumento no teor de resíduo presente na composição das mesmas. Possivelmente, pode-se
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
117
explicar o ocorrido pelo fato dos resíduos estarem substituindo o agregado, além disso, a cal
tem excelente capacidade de reter água em torno de suas partículas, por não permitir a
absorção excessiva de água pela alvenaria. Ao reagir com o CO2 a cal libera a água retida em
torno de suas partículas e assim colabora também na cura da argamassa.
A retenção de água esta certamente ligada à área superficial das partículas. Assim a
presença de partículas mais finas tem maior afinidade com a água, assim a cal e os resíduos
possuem altos teores de partículas, abaixo de 1μm, o que favorece a retenção de água.
No tocante à classificação das argamassas, a NBR 13281 (ABNT, 2005), cuja
classificação encontra-se no Apêndice A, prescreve que para as argamassas possuírem um
bom desempenho e durabilidade as mesmas devem apresentar retenção de água adequada,
consequentemente, devem estar classificadas nas faixas mais altas da tabela de classificação,
o que evidencia o bom comportamento destas perante determinadas condições climáticas
quando da sua aplicação e, ainda, quando aplicadas sobre suportes absorventes. Uma retenção
de água elevada permite evitar não só a sucção rápida da água por parte do suporte, como uma
perda excessiva de água de amassadura durante o processo de endurecimento.
A análise da Figura 5.11 mostra que as argamassas A/0/Ref e A/5/RPP são as que
apresentam uma menor capacidade de reter água, sendo argamassas mais secas podendo não
registrar um bom comportamento em face deste fenômeno, pois menor capacidade de
retenção de água aumenta o potencial de retração na secagem, diminuição na resistência de
aderência e maior módulo de elasticidade, o que implica em menor capacidade de absorver
deformações.
Figura 5.11 – Correlação do teor de resíduo com a retenção de água das argamassas.
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
0 5 10 15 20 25 30
Ret
ençã
o d
e á
gu
a (
%)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
118
Na Tabela 5.13 os resultados mostram que as argamassas estudadas estão em
conformidade com o estabelecido pela NBR 13281 (ABNT, 2005), visto que as mesmas
foram classificadas nas faixas mais altas da tabela, conforme determinado pela norma, e que
não há diferença relevante entre as argamassas formuladas com resíduo e as de referência.
Tabela 5.13 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281.
Argamassa Retenção de água % Classificação
A/0/REF 90 U3
A/5/RPP 88 U3
A/10/RPP 91 U4
A/15/RPP 92 U4
A/20/RPP 91 U4
A/25/RPP 93 U4
A/30/RPP 95 U5
5.2.4 Densidade de massa no estado fresco
A Tabela 5.14 apresenta os resultados do ensaio de densidade de massa no estado fresco:
Tabela 5.14 - Densidade de massa das argamassas.
Variação entre a
Argamassa
Densidade de massa
(Kg/m3)
e
desvio padrão
Coeficiente de
variação (%)
densidade de massa das
argamassas com resíduos
e argamassa de
referência
(%)
A/0/REF 1936 ± 5,0 0,25 -
A/5/RPP 2028 ± 4,0 0,19 +4,75
A/10/RPP 2049 ± 3,5 0,17 +5,83
A/15/RPP 2062 ± 5,0 0,24 +6,51
A/20/RPP 2029 ± 7,5 0,36 +4,80
A/25/RPP 1973 ± 2,5 0,13 +1,91
A/30/RPP 1968 ± 3,5 0,18 +1,65
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
119
A densidade corresponde ao estado de agregação das moléculas. Através dos
resultados mostrados na Tabela 5.14, pode-se constatar que a variação de percentual dos
resíduos na produção das argamassas, aumenta a densidade de massa das argamassas no
estado fresco, em relação à de referência, porém ao se correlacionar entre as argamassas com
resíduos, verifica-se que há um acréscimo da densidade de massa até o teor de 15% de
resíduo, após este teor as argamassas tendem a diminuir sua densidade. Tal fato ocorre,
provavelmente, devido a maior quantidade de finos e consequentemente maior consumo de
água. A densidade das argamassas irá influenciar diretamente o comportamento da argamassa
no estado endurecido, principalmente pela trabalhabilidade da argamassa no estado fresco ao
se espalhar, o que irá determinar a extensão de aderência entre a argamassa e o substrato.
A referida norma recomenda que as argamassas apresentem sua densidade de massa
nas faixas intermediárias (D3 e D4) da classificação para que não haja o comprometimento do
seu desempenho e durabilidade. De acordo com a Figura 5.12 os resultados traçados pela
linha de tendência mostram que não há grandes variações entre as argamassas formuladas
com resíduo e a de referência. Salienta-se que as argamassas estão na faixa mais alta da tabela
de classificação estabelecida pela norma. No entanto, esta variação não é prejudicial se
tivermos em conta os espalhamentos obtidos por estas argamassas.
A classificação das argamassas estudadas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005), é
apresentada na Tabela 5.15.
Tabela 5.15 – Classificação das argamassas quanto a densidade de massa segundo a
NBR 13281.
Argamassa Densidade de massa (kg/m3) Classificação
A/0/REF 1936 D5
A/5/RPP 2028 D5
A/10/RPP 2049 D5
A/15/RPP 2062 D5
A/20/RPP 2029 D5
A/25/RPP 1973 D5
A/30/RPP 1968 D5
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
120
Figura 5.12 – Correlação do teor de resíduo com densidade de massa das argamassas.
5.2.5 Teor de ar incorporado
A Tabela 5.16 apresenta os resultados médios do ensaio de teor de ar incorporado nas
argamassas formuladas e a variação percentual entre as argamassas com resíduo e a
argamassa de referência.
Tabela 5.16 – Teor de ar incorporado das argamassas.
Argamassa
Teor de ar incorporado
(%)
e desvio padrão
Variação entre o teor de ar incorporado
das argamassas com resíduos e argamassa
de referência (%)
A/0/REF 5,8 ± 1,0 -
A/5//REP 3,7 ± 1,0 -36,20
A/10/RPP 2,6 ± 0,2 -55,17
A/15/RPP 2,2 ± 0,3 -62,06
A/20/RPP 4,0 ± 0,3 -31,03
A/25//RPP 4,5 ± 0,4 -22,41
A/30/RPP 4,4 ± 0,5 -24,13
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15 20 25 30
Den
sid
ad
e d
e m
ass
a k
g/m
³
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
121
O ar incorporado corresponde aos vazios formados pela entrada de ar no interior da
argamassa, possivelmente ocorre durante as operações de mistura dos materiais, e durante a
moldagem das argamassas para a realização dos ensaios. Como os procedimentos de mistura e
moldagem foram mantidos constantes para todas as argamassas, a maior retenção de ar se
deve, provavelmente, às diferenças na força de arraste das partículas dos agregados miúdos,
decorrentes da dimensão do agregado e da quantidade de água incorporada à pasta. O teor de
ar incorporado nas argamassas, apesar de favorecer a sua trabalhabilidade, atua de forma
desfavorável em relação às resistências mecânicas.
De acordo com os estudos realizados por Cincotto et al (1995), o principal
mecanismo de formação de bolhas em pastas, argamassas e concretos é a entrada de ar
durante o processo de mistura destes materiais. A agitação introduz ar quando conduz
material da superfície da mistura para o seu interior pela ação de vórtice. Quanto maior a
viscosidade da argamassa, menor será a água liberada em um mesmo tempo de mistura.
O ar pode ser incorporado na argamassa, quando esta não for satisfatoriamente
compactada, contudo, mesmo compactada, a argamassa apresenta um teor de ar naturalmente
incorporado, geralmente, superior a 2%. A Norma NBR 13281 classifica as argamassas
quanto ao teor de ar incorporado em A, B e C, sendo:
A. Menor que 8%;
B. De 8 a 18%;
C. Maior que 18%.
A Figura 5.13 indica a correlação entre as formulações estudadas, sendo possível
verificar que há um ligeiro decréscimo no teor de ar incorporado nas argamassas produzidas
com RPP quando comparada com a de referência. Tal fato ocorre, possivelmente, com o
aumento da consistência das argamassas com resíduo, o que garante uma menor quantidade de
água livre disponível para a formação de bolhas, consequentemente menor aprisionamento de
ar nas misturas, menor números de vazios. Os resultados médios do ar incorporado nas
argamassas estudadas correspondem a classe A, segundo a Norma NBR 13281.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
122
Figura 5.13 – Correlação do teor de resíduo com o teor de ar incorporado.
Tabela 5.17 – Resumo do comportamento das argamassas no estado fluído.
Caracterização
Média do Índice de
Consistência (%)
Projeto NBR 13276/05
ABNT
Média da Densidade de
Massa (Kg/m³)
Projeto NBR
13 278/04 ABNT
Média do Teor de
Ar (%)
Projeto NBR
13 278/04 ABNT
Média da Retenção de
Água (%)
Projeto NBR 13
277/04ABNT
Argamassas
REF. 5/RPP 10/RPP 15/RPP 20/RPP 25/RPP 30/RPP
255 255,5 261,5 262 264 263 263,7
1968 2028 2049 2062 2029 1973 1936
5,8 3,7 2,6 2,2 4,0 4,5 4,4
90 88 91 92 91 93 95
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30
Teo
r d
e a
r in
corp
ora
do
(%
)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
123
Quando se correlaciona o teor de ar incorporado com a densidade de massa
aparente no estado fresco das argamassas, observa-se que quanto maior o teor de ar
incorporado, menor a densidade de massa aparente no estado fresco das argamassas
analisadas, conforme visualizado na Tabela 5.17. Excesso de ar incorporado compromete a
resistência a abrasão e pode dificultar o acabamento, porém, em proporções adequadas é
benéfico, porque melhora a liga, reduz a permeabilidade e aumenta a capacidade de
deformação, o que favorece na execução durante a aplicação do preenchimento da mistura
diretamente no substrato e também na fase de desempeno. A capacidade de retenção de água é
outro fator importante, que vai influenciar no processo de secagem, considerando que as
alvenarias dos edifícios antigos são preenchidas com tijolos cerâmicos, que absorvem maior
quantidade de água do que os blocos de concreto.
A perda de água é uma das principais causas da retração, o que causa fissuras e
muitas vezes descolamentos de partes do revestimento, causando danos aos edifícios
históricos. Portanto, uma retenção de água alta pode diminuir os efeitos negativos de uma
secagem acelerada. De acordo com a Norma NBR 13281 apresentam valores de teor de ar
incorporado baixos aos valores das argamassas convencionais, sendo que o excesso de ar
incorporado pode maximizar os problemas de acabamento e/ou aderência final dos
revestimentos.
Ao se correlacionar o percentual de resíduo presente nas misturas entre o índice de
consistência por espalhamento e a retenção de água constata-se significativo aumento da linha
de tendência (Figura 5.14), com isso, observa-se a importância da cal e dos finos por serem
eles grandes retentores de água.
Figura 5.14 – Correlação entre o índice de consistência e a retenção de água das argamassas.
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
254 256 258 260 262 264 266
Re
ten
ção
de
águ
a (%
)
Índice de consistência (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
124
Já a densidade de massa com teor de ar incorporado, pode-se observar (Figura 5.15)
um declínio na linha de tendência, pois o aumento da densidade de massa provoca uma
diminuição de teor de ar aprisionado, tais fatos demonstram que a presença dos resíduos nas
misturas, não comprometem o bom desempenho nas propriedades
das novas argamassas no estado fluído.
Figura 5.15 – Correlação entre densidade de massa aparente e o teor de ar aprisionado das argamassas.
5.3 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO
5.3.1 Funcionalidade do sistema
As argamassas no estado rígido determinam a funcionalidade do sistema. Quando endurecidas
têm que apresentar alguma resistência mecânica, para não esfarelar ser inferior à dos tipos de
suportes sobre os quais se prevê que possam vir a ser aplicados. Ter aderência ao suporte
suficiente para garantir a durabilidade, mas não tão grande que a sua extração possa afetar a
alvenaria, ou seja, a ruptura não pode ser coesiva no seio do suporte. Apresentar módulo de
elasticidade relativamente pouco elevado para quando sofrer tensões não fissurar, assim
como, reduzida susceptibilidade à fendilhação e bom comportamento aos sais solúveis existentes
no suporte.
Por fim, o novo revestimento não deverá alterar o aspecto estético, de forma a garantir
a autenticidade histórica da construção, através da cor e da textura, que são obtidos pela
composição e técnica de aplicação do revestimento, para tanto, se faz necessário uma análise
mais detalhada através de ensaios mecânicos, físicos e químicos. Para tanto, os resultados dos
0
1
2
3
4
5
6
7
1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080
Teo
r d
e a
r in
corp
ora
do
(%
)
Densidade de massa (KG/m³)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
125
ensaios foram classificados quanto aos padrões estabelecidos pela NBR 13281 (ABNT, 2005).
5.3.2 Densidade de massa aparente no estado endurecido
Na Tabela 5.18 encontram-se os resultados médios dos ensaios de densidade de massa
aparente realizados. Já na Tabela 5.19 apresenta-se a classificação das argamassas segundo a
NBR 13281 (ABNT, 2005).
Tabela 5.18 – Densidade de massa aparente das argamassas no estado endurecido.
Argamassa
Densidade de massa
(Kg/m3)
e desvio padrão
Coeficiente de
Variação (%)
Variação entre a densidade de
massa com resíduos e argamassa de
referência.
(%)
A/0/REF 1657± 4,0 0,24 -
A/5/RPP 1767 ± 4,0 0,22 + 6,63
A/10/RPP 1778 ± 3,5 0,19 + 7,30
A/15/RPP 1781 ± 5,0 0,28 + 7,48
A/20/RPP 1779 ± 5,0 0,28 + 7,36
A/25/RPP 1757 ± 3,5 0,19 + 6,03
A/30/RPP 1717 ± 3,0 0,17 + 3,62
Tabela 5.19 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Argamassa
Densidade de massa (Kg/m³)
Classificação
A/0/REF 1657 M4
A/5/RPP 1767 M5
A/10/RPP 1778 M5
A/15/RPP 1781 M5
A/20/RPP 1779 M5
A/25/RPP 1757 M5
A/30/RPP 1717 M5
A densidade de massa no estado endurecido é uma importante propriedade que
pode explicar o desempenho do revestimento quanto às propriedades mecânicas, influenciada,
principalmente, pelo empacotamento das partículas dos agregados miúdos e, também, pelo
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
126
empacotamento do conjunto agregado-aglomerante (SILVA, 2006).
Segundo Nakakura (2004), o valor da densidade de massa é um indicativo da
compacidade resultante da proporção de mistura agregado/aglomerante e da distribuição
granulométrica do conjunto. Ela determina indiretamente o volume de vazios incorporados
pelos resíduos e a quantidade de água perdida por evaporação.
Constatou-se que a presença de resíduos na mistura causa uma variação entre a
densidade de massa com resíduos e argamassa de referência abaixo de 7,5% nessa
propriedade (Tabela 5.18). Sendo assim, a presença dos resíduos na mistura em substituição
ao agregado fino, tende a aumentar a compacidade das argamassas modificadas.
O empacotamento de partículas que segundo OLIVEIRA et al. (2000) pode ser
definido como sendo “o problema da correta seleção da proporção e do tamanho adequado dos
materiais particulados, de forma que os vazios maiores sejam preenchidos com partículas
menores, cujos vazios serão novamente preenchidos com partículas ainda menores e assim
sucessivamente”, influencia em diversas propriedades da argamassa, tanto no estado fresco
quanto no estado endurecido. As correlações encontradas entre os traços estudados mostram
que as argamassas produzidas com maiores teores de resíduo (25% e 30%) tendem a
reduzir a sua densidade de massa (Figura 5.16). A ocorrência de tal fato ocorre devido
a redução da massa específica da mistura quando da substituição da areia pelos resíduos e pelo
aumento do teor de água em cada traço (uma vez que a referência padrão foi o índice de
consistência), com a carbonatação a água evapora e consequentemente ocorre perda de massa.
Figura 5.16 – Correlação do teor de resíduo com a densidade de massa aparente das argamassas.
1640
1660
1680
1700
1720
1740
1760
1780
1800
0 5 10 15 20 25 30
Den
sid
ad
e d
e m
ass
a (
kg
/m³)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
127
5.3.3 Módulo de elasticidade
Na Tabela 5.20 encontram-se os resultados dos ensaios de módulo de elasticidade, coeficiente
de variação e a variação do módulo de elasticidade entre as argamassas com resíduos e
argamassa de referência.
Tabela 5.20 – Módulo de elasticidade das argamassas.
Argamassa
Módulo de Elasticidade
(MPa)
e desvio padrão
Coeficiente de
Variação (%)
Variação entre o módulo
de elasticidade das
argamassas com resíduos
e argamassa de referência
(%)
A/0/REF 2810 ± 1 0,03 -
A/5//RPP 2210 ± 1 0,04 -21,35
A/10/RPP 1860 ± 1 0,05 -33,80
A/15/RPP 2550 ± 1 0,04 -9,25
A/20/RPP 2000 ± 1,5 0,07 -28,82
A/25//RPP 1450 ± 1,5 0,01 -48,39
A/30/RPP 1150 ± 1,5 0,13 -59,07
Conforme já discutido no capítulo 3, o módulo de elasticidade é de fundamental
importância para as argamassas de assentamento e revestimento de alvenarias. A relevância
desta propriedade nas argamassas está diretamente relacionada ao comportamento elástico do
revestimento e pode fornecer informações a respeito da deformabilidade e da rigidez de um
revestimento de argamassa. Esta propriedade mecânica é de grande interesse, pois está ligada
aos fenômenos patológicos dos revestimentos de argamassa, não só dos edifícios antigos
como, também, dos mais recentes, em especial, ao destacamento do revestimento e
surgimento das fissuras.
Segundo Cincotto et al. (1995), a elasticidade é a capacidade de deformação que as
argamassas apresentam sem que ocorra ruptura, retornando às suas dimensões iniciais quando
cessam as solicitações que lhes são impostas.
O coeficiente de Poisson adotado na equação para se calcular o módulo de
elasticidade dinâmico, segundo CALLISTER (2002), é a razão entre a deformação transversal
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
128
e longitudinal quando, um corpo de prova é submetido a uma carga, obtendo uma variação de
0,10 a 0,20, sendo tanto menor quanto menor for a capacidade de deformação da argamassa.
Através dos resultados mostrados na Tabela 5.20 , pode-se constatar que à medida que
aumentam os teores de resíduo, diminui o módulo de elasticidade quando comparadas à
argamassa convencional (produzida sem resíduo).
Quando da correlação entre os traços com resíduos, as argamassas A/5, A/10, A/15 e
A/20 apresentam maior módulo de elasticidade, que as confeccionadas com o traço A/25 e
A/30. Esse resultado era esperado, pois o aumento do teor de resíduo provocou uma redução
na densidade aparente, portanto a argamassa obteve a capacidade de absorver maior quantitativo
de água. O aumento na percentagem de resíduo é, consequentemente, uma das variáveis
determinantes nas resistências à compressão, à tração na flexão e de aderência à tração, que
influenciam diretamente no módulo de elasticidade.
Quando da correlação (Figura 5.17) entre os traços constatou-se que a argamassa com
10% de resíduo obteve um menor módulo de elasticidade e maior compacidade que a
padrão, o que vem favorecer uma melhor qualidade na argamassa em relação a absorção de
tensões de deformação (com relação as intempéries por exemplo), tanto tensões de
compressão quanto de tração. A diminuição do valor do módulo de elasticidade é desejável
para aplicação em restauro, para que não haja degradação, tais como: fissuras e fendilhações.
Figura 5.17 – Correlação do teor de resíduos com o módulo de elasticidade das argamassas.
5.3.4 Resistência à tração na flexão e resistência a compressão das argamassas
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 5 10 15 20 25 30
Mó
du
lo d
e el
ast
icid
ad
e (M
Pa
)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
129
As médias dos resultados do ensaio de resistência à tração na flexão e resistência à compressão,
juntamente com o desvio padrão, coeficiente de variação e a variação da resistência à
tração na flexão e a resistência à compressão entre as argamassas com resíduos e argamassa de
referência respectivamente, estão apresentadas nas Tabelas 5.21 e 5.23.
Tabela 5.21– Resistência à tração na flexão das argamassas, desvio padrão, coeficiente
de variação e variação entre a resistência à tração na flexão das argamassas com
resíduos e argamassa de referência.
Argamassa
Resistência à tração na
flexão
(MPa)
e desvio padrão
Coeficiente de
variação (%)
Variação entre a resistência à
tração na flexão das
argamassas com resíduos e
argamassa de referência (%)
A/0/REF 0,25 ± 0,03 12,40 -
A/5/RPP 0,34 ± 0,04 11,76 +36
A/10/RPP 0,43 ± 0,05 11,62 +72
A/15/RPP 0,39 ± 0,05 12,82 +56
A/20/RPP 0,53 ± 0,10 18,86 +112
A/25/RPP 0,34 ± 0,04 11,76 +36
A/30/RPP 0,27 ± 0,03 11,11 +8
Tabela 5.22 - Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Argamassa
Resistência à tração na flexão
(MPa)
Classificação
A/0/REF 0,25 R1
A/5/RPP 0,34 R1
A/10/RPP 0,43 R1
A/15/RPP 0,39 R1
A/20/RPP 0,53 R1
A/25/RPP 0,34 R1
A/30/RPP 0,27 R1
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
130
Tabela 5.23 – Resistência à compressão, coeficiente de variação e variação da resistência
à tração na flexão entre as argamassas com resíduos e argamassa de referência.
Argamassa
Resistência à
compressão
(MPa)
e desvio padrão
Coeficiente
de variação
(%)
Variação da resistência
à tração na flexão entre
as argamassas com
resíduos e argamassa de
referência
(%)
A/0/REF 0,54 ± 0,1 18,52 -
A/5/RPP 0,73 ± 0,1 13,69 +35,18
A/10/RPP 1,24 ± 0,2 16,12 +129,62
A/15/RPP 1,82 ± 0,2 10,98 +237,03
A/20/RPP 2,05 ± 0,3 14,63 +279,62
A/25/RPP 1,89 ± 0,2 10,58 +250,00
A/30/RPP 1,90 ± 0,1 5,26 +251,85
Tabela 5.24 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Resistência à compressão (MPa) Classificação
A/0/REF 0,54 P1
A/5/RPP 0,73 P1
A/10/RPP 1,24 P1
A/15/RPP 1,82 P1
A/20/RPP 2,05 P2
A/25/RPP 1,89 P2
A/30/RPP 1,90 P2
Observa-se que para o caso da resistência à tração na flexão (Tabela 5.21), os
resultados obtidos para as misturas são similares, sem variação considerável, denotando que
para a idade de 90 dias, o acréscimo do teor de resíduo não produz alterações perceptíveis
quanto ao desempenho a resistência à tração na flexão. Todas as misturas obtiveram a
mesma classificação segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
131
Quanto a análise dos resultados de resistência à compressão realizados (Tabela
5.23) revelou uma variação significativa entre as misturas produzidas com o resíduo e a
argamassa de referência. À medida que aumentam os teores de resíduo, ocorre um aumento na
resistência à compressão das argamassas em relação a de referência sem resíduo, o que se pode
correlacionar com os resultados médios da densidade de massa aparente no estado endurecido
por ser uma importante propriedade, que pode explicar o desempenho do revestimento quanto
às propriedades mecânicas.
Tanto na resistência à tração na flexão quanto na resistência à compressão, as
argamassas produzidas com teores de resíduos apresentaram uma melhoria em relação à
argamassa de referência. Tal fato pode ter ocorrido devido, principalmente, pela massa
específica do resíduo ser menor que a do agregado miúdo, favorecendo um melhor
empacotamento das partículas agregado/resíduo, mas por outro lado as argamassas com 25%
e 30% de resíduo não obtiveram o mesmo desempenho, uma vez que os resultados também
alcançaram menor densidade de massa no estado endurecido e menor módulo de elasticidade.
A resistência mecânica das argamassas à base de cal apresenta um grande aumento
dos 28 aos 365 dias de cura, sendo este acréscimo maior em relação à compressão que à
flexão. Segundo estudos realizador por Lanas e Alvarez (2003), uma argamassa à base de cal
1:3 (aglomerante:agregado) apresentou resistência a compressão 3,5 vezes maior aos 365 dias
que aos 28 dias, bem como resistência à flexão duas vezes maior aos 365 dias que aos 28 dias.
Ressalta-se que as argamassas utilizadas para revestimento estão mais associadas à
resistência à tração na flexão do que a resistência à compressão. Diante disso, a baixa
resistência à tração na flexão não permite a argamassa suportar os esforços de tensões, tal fato
pode estar associado a utilização dos componentes das argamassas, cujo único ligante é a cal,
por ser um material cujas reações de carbonatação (transformação de hidróxido de cálcio em
carbonato de cálcio) são muito lentas, ocorre do exterior para o interior, impondo uma certa
porosidade, que permite a evaporação da água e a penetração do dióxido de carbono da
atmosfera, portanto uma análise com idade mais avançada, provavelmente apresentaria um
resultado mais favorável.
A argamassa à base de cal e areia apresenta uma diminuição das resistências,
este fato justifica-se pelo elevado tempo de endurecimento, característica deste material. Por
outro lado, é possivel aferir que a introdução dos teores de resíduo provoca uma variância na
evolução das resistências ao longo do tempo.
Quando da análise das correlações pode-se verificar que o aumento no teor de
resíduo quando da produção das argamassas tende a melhorar a resistência mecânica das
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
132
mesmas, quando se correlaciona com a de referência. Os resultados obtidos demonstraram
que a argamassa A/20/RPP foi a que apresentou as melhores características de resistência à
flexão e à compressão. No que se refere ao comportamento mecânico de todas as argamassas,
os resultados dos ensaios realizados aos 90 dias de tempo de cura comprovam, como era
previsível, que os valores das resistências são relativamente baixos. Tratando-se de
argamassas com potencial aplicação em alvenarias de edifícios antigos, estas desenvolveram
resistências aceitáveis com a classificação das argamassas segundo EN 998-1, com valores
compreendidos entre 0,25 e 0,53 MPa em flexão e entre 0,54 e 2,05 MPa em compressão.
As Tabelas 5.21 e 5.23 mostram que a argamassa A/20/RPP foi a que apresentou
melhor desempenho quando submetida a esforços de compressão axial e tração na flexão,
enquanto que a argamassa A/0/REF foi a que apresentou o pior desempenho na análise
comparativa.
Sendo a determinação da velocidade de ultrassons uma técnica de ensaio não
destrutiva que depende da densidade de massa (massa volúmica) dos materiais e do seu
volume de vazios, procurou-se avaliar o potencial da sua utilização para a caracterização
mecânica de argamassas. Para tal, procurou-se estudar a correlação obtida entre os teores de
resíduo e de resistência mecânica obtidos nos mesmos corpos de prova. As Figuras 5.18 e
5.19 apresentam os valores em causa e as correlações obtidas.
Observa-se na Figura 5.20 que há uma redução do módulo de elasticidade das
argamassas com o acréscimo de resíduo ocasionando uma melhora na resistência à
compressão nas argamassas entre 15 e 30% de resíduo.
Figura 5.18 – Correlação entre a resistência à tração na flexão com teor de resíduos das argamassas,
aos 90 dias de idade.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 5 10 15 20 25 30
Re
sist
ên
cia
à tr
ação
na
fle
xão
(M
Pa)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
133
Figura 5.19 – Correlação entre a resistência à compressão com teor de resíduos das argamassas, aos 90
dias de idade.
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
0 10 20 30 40
Teor de resíduo (%)
Resistência à compressão (MPa) Módulo de elasticidade (GPa)
Figura 5.20 – Correlação entre o módulo de elasticidade e resistência à compressão das argamassas,
aos 90 dias de idade.
5.3.5 Absorção de água por capilaridade
O ensaio de absorção de água por capilaridade permite avaliar a velocidade de absorção
capilar ao longo do tempo até se atingir o ponto de absorção máxima de água. Do ponto de
vista da durabilidade das argamassas, o desenvolvimento da absorção de água por
capilaridade ao longo do tempo constitui um indicador importante, sobretudo no que se refere
a mecanismos de degradação. A ação da água pode-se manifestar de várias formas, sendo a
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
0 5 10 15 20 25 30 35
Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ão
(M
Pa
)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
134
umidade e os ciclos de molhagem/secagem a origem de grande parte das anomalias
identificadas nas argamassas de revestimento dos edifícios antigos.
Serão apresentadas a seguir, as Tabelas 5.25 e 5.26 com os resultados das
argamassas estudadas em relação à absorção de água por capilaridade t=10 minutos e
t=90min, segundo a ABNT NBR 15630-2008.
Tabelas 5.25 – Absorção de água por capilaridade t= 10 minutos com desvio padrão e
variação entre a absorção de água por capilaridade aos 10 minutos das argamassas com
resíduos e argamassa de referência.
Variação entre a absorção de água por
Argamassa
Absorção de água por
capilaridade
t =10 minutos (g/cm²)
e desvio padrão
capilaridade aos 10 minutos das
argamassas com resíduos e argamassa de
referência (%)
A/0/REF 0,56 ± 3 -
A/5/RPP 1,20 ± 2 +114,29
A/10/RPP 1,31 ± 2 +133,93
A/15/RPP 1,03 ± 1,3 +83,93
A/20/RPP 1,36 ± 1,5 +142,86
A/25/RPP 1,46 ± 1 +160,71
A/30/RPP 1,58 ± 1 +182,14
Tabela 5.26 – Absorção de água por capilaridade t= 90 minutos com desvio padrão e
variação entre a absorção de água por capilaridade aos 90 minutos das argamassas com
resíduos e argamassa de referência.
rgamassa
Absorção de água por
capilaridade
t = 90 minutos
(g/cm²)
Variação entre a absorção de água por
capilaridade aos 90 minutos das argamassas
com resíduos e argamassa de referência (%)
A/0/REF 1,92 ± 1 -
A/5/RPP 2,60 ± 1 +35,42
A/10/RPP 2,48 ± 0,3 +29,17
A/15/RPP 1,86 ± 0,5 + 3,12
A/20/RPP 2,21 ± 0,6 +15,10
A/25/RPP 2,70 ± 0,5 +40,63
A/30/RPP 2,53 ± 1 +31,77
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
135
Tabela 5.27 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005).
Argamassa
Coeficiente de
capilaridade
(g/dm².min½)
Classificação
A/0/REF 14,7 C6
A/5/RPP 27,5 C6
A/10/RPP 26,7 C6
A/15/RPP 20,5 C6
A/20/RPP 23,8 C6
A/25/RPP 22,9 C6
A/30/RPP 18,1 C6
A capacidade de absorção de água das argamassas é uma característica relevante no
estudo de durabilidade, pois avalia a maior ou menor dificuldade de penetração de agentes
agressivos, que contribuem para a deterioração das argamassas. Nesse sentido, os ensaios
mostram que a absorção de água por capilaridade das argamassas aumenta com a razão
água/ligante e com o aumento do resíduo, em relação à de referência, mostrando um
coeficiente de capilaridade alto , de correlação muito próxima , segundo a classificação pela
Norma NBR 13281, isto porque o aumento da porosidade vai originar uma maior absorção de
água em argamassas com maior quantidade de água. No entanto, a elevada quantidade de
água de amassadura e a elevada absorção capilar pode originar uma via rápida de penetração à
umidade e aos sais solúveis.
Da análise dos resultados do ensaio de absorção de água por capilaridade realizado
sobre os corpos de prova prismáticos das diversas argamassas com diferentes razões
água/ligante e teores de resíduo, verifica-se que, de um modo geral, todas as argamassas
revelaram valores similares ao tempo de 10 minutos. Porém apresentam uma elevada
velocidade de absorção de água aos 90 minutos, esquematizada por elevados coeficientes de
capilaridade, todos os resultados encontram-se na faixa mais elevada da classificação (Tabela
5.27). Ao mesmo tempo é expectável que se elas forem aplicadas como revestimentos vão
facilitar a penetração de água até ao suporte, mas por outro lado, também vão permitir a sua
evaporação e libertação rápida.
Os corpos de prova alcançaram a saturação aos 90 minutos de contato com a água,
a contar desde o início do ensaio. Este fato leva a induzir que as argamassas com resíduos
retém mais água que a de referência. Sendo que o menor índice de vazios e a menor absorção
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
136
de água ocorreram com teor de 15% de finos (Tabela 5.26) o que comprova uma maior
impermeabilidade, que as restantes argamassas.
Ressalta-se que a altura da penetração da água é inversamente proporcional ao
diâmetro dos capilares, ou seja, quanto menor o diâmetro dos capilares maior será a altura que
a água atingirá no corpo-de-prova, possivelmente, este fato está relacionado ao maior teor de
finos presentes no RPP, permitindo assim a formação de poros com diâmetros menores e,
possivelmente, a ocorrência de uma maior conectividade entre eles.
As correlações mostram (Figuras 5.21 e 5.22) que existe uma relação de
proporcionalidade direta entre o aumento da permeabilidade das argamassas com o aumento
do resíduo em relação à de referência. Ressalta-se que a cal e o resíduo tendem a reter mais
água nas argamassas.
Figura 5.21 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 10 minutos)
das argamassas.
Figura 5.22 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 90 minutos)
das argamassas.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
0 10 20 30 40
Ab
sorç
ão
de
ág
ua
po
rca
pil
ari
da
de
(t=
10
min
.
(g/c
m²)
Teor de resíduo (%)
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0 5 10 15 20 25 30 Ab
sorç
ão
de
ág
ua
t=
90
min
uto
s
(g/c
m²)
Teor de resíduo (%)
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
137
5.3.6 Resistência aos sais
Os materiais encontrados em edifícios antigos são frequentemente materiais porosos que
favorecem a penetração e permanência de água e sais solúveis no interior das paredes, sendo a
cristalização destes sais solúveis um dos principais fatores responsáveis pelos danos
encontrados em edifícios antigos. Este fenômeno conduz à deterioração e perda de material
das soluções construtivas utilizadas, chegando por vezes a pôr em causa a própria segurança
estrutural das construções.
Embora os processos de deterioração provocados pela cristalização de sais solúveis
sejam complexos, as anomalias associadas a este fenômeno são geralmente denominadas por
eflorescências e criptoflorescências. As eflorescências e criptoflorescências são caracterizadas
pela formação de cristais de sais, respectivamente, no exterior e interior do revestimento.
A seguir, as Tabelas 5.28, 5.29 e 5.30 mostram os resultados do comportamento das
argamassas de cal aérea em estudo, face à cristalização de sais de nitrato, sulfato e cloreto de
sódio, sendo este último, apesar de não ser o que causa os danos mais graves, encontrado
frequentemente em edifícios antigos, especialmente em edifícios localizados em zonas
costeiras.
Os testes foram iniciados a partir da confecção de 7 tipos diferentes de argamassas.
A primeira delas, de referência, à base de cal hidratada e areia média, no traço 1:3, em volume
para serem utilizadas como emboço e formuladas no Laboratório de Construção Civil da
UFRN.
Após 90 dias todos os corpos foram pesados e previamente secos em estufa, a 100 ±
5 ºC e posteriormente, submetidos a um processo de absorção d’água com sais de cloreto,
nitrato e sulfato, todos de sódio, com 1 % dissolvidos nesta água em concentrações
recomendadas pela WTA - Wissenschaftich - Technische Arbeitsgemeinschaft für
Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege E. V. - Sistema de Rebocos de Recuperação -
Caderno de Recomendações 2-2-91, item 5.3.9 - Resistência aos sais dos Rebocos de
Recuperação.
As Tabelas 5.28, 5.29 e 5.30 mostram a variação entre as médias após secagem, em
valores percentuais, dos corpos de prova no decorrer do 1º ao 10º ciclo.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
138
Tabela 5.28 – Variação de massa após secagem da ação de sais de cloreto de sódio (%).
Sais
Cloreto
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Ciclo 1 2,26 1,85 0,11 0,35 0,33 -7,43 -5,98
Ciclo 2 2,22 1,95 0,22 0,28 -0,32 -7,47 -5,91
Ciclo 3 2,21 2,00 0,27 0,26 -0,30 -7,48 -5,95
Ciclo 4 2,12 2,04 0,07 0,26 0,00 -7,34 -6,05
Ciclo 5 2,14 1,80 0,38 0,61 -0,07 -7,71 -5,96
Ciclo 6 2,07 1,97 0,38 0,23 -0,25 -7,37 -6,20
Ciclo 7 2,07 1,99 0,44 0,51 -0,32 -7,28 -6,16
Ciclo 8 2,32 2,00 0,11 0,91 0,48 -6,81 -5,82
Ciclo 9 2,04 1,29 0,44 0,58 -0,14 -6,87 -5,94
Ciclo 10 2,06 1,87 0,49 0,94 -0,51 -6,94 -6,09
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
Ciclo
1
Ciclo
2
Ciclo
3
Ciclo
4
Ciclo
5
Ciclo
6
Ciclo
7
Ciclo
8
Ciclo
9
Ciclo
10
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Figura 5.23 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com cloreto de sódio, por
capilaridade.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
139
Tabela 5.29 – Variação de massa após secagem da ação de sais de nitrato de sódio (%).
Sais
Nitrato
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Ciclo 1 4,94 3,7 1,32 2,32 3,64 0,02 -3,88
Ciclo 2 4,89 3,68 1,26 2,06 3,51 -0,30 -3,98
Ciclo 3 4,77 3,66 1,01 1,85 3,5 -0,37 -4,04
Ciclo 4 4,70 3,61 1,23 1,88 3,48 -0,37 -3,97
Ciclo 5 4,72 3,61 1,12 1,75 3,40 -0,47 -4,08
Ciclo 6 4,71 3,7 1,10 2,21 3,47 -0,56 -4,05
Ciclo 7 4,76 3,63 1,08 2,13 3,46 -0,66 -4,07
Ciclo 8 4,52 3,8 1,03 1,76 3,43 -0,30 -4,08
Ciclo 9 4,61 3,67 0,95 1,60 3,38 -0,59 -5,26
Ciclo 10 4,53 3,53 0,07 1,98 3,24 -0,40 -4,55
6
4
2
0
-2
-4
-6
Ciclo 1
Ciclo
2
Ciclo
3
Ciclo
4
Ciclo
5
Ciclo
6
Ciclo
7
Ciclo
8
Ciclo
9
Ciclo
10
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Figura 5.24 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com nitrato de sódio, por
capilaridade.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
140
Tabela 5.30 – Variação de massa após secagem da ação de sais de sulfato de sódio (%).
Sais
sulfato
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Ciclo1 1,55 1,76 0,74 1,71 1,27 -0,57 -4,15
Ciclo2 1,46 1,71 0,69 1,33 0,58 -0,71 -4,41
Ciclo3 1,68 1,51 0,67 1,34 0,86 -0,64 -3,95
Ciclo4 1,68 1,51 0,62 1,48 1,25 -0,69 -4,04
Ciclo5 1,70 1,49 0,66 1,48 1,2 -0,64 -4,03
Ciclo6 1,70 1,47 0,64 1,48 1,24 -0,69 -4,03
Ciclo7 1,70 1,42 0,62 1,47 1,27 -0,69 -4,06
Ciclo8 1,74 1,40 0,59 1,47 1,44 -0,69 -4,06
Ciclo9 1,78 0,38 0,34 1,47 1,60 -0,74 -4,05
Ciclo10 1,78 0,38 0,34 1,42 -3,02 -4,00 -4,05
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
Ciclo 1
Ciclo
2
Ciclo
3
Ciclo
4
Ciclo
5
Ciclo
6
Ciclo
7
Ciclo
8
Ciclo
9
Ciclo
10
A/0/REF.
A/5/RPP
A/10/RPP
A/15/RPP
A/20/RPP
A/25/RPP
A/30/RPP
Figura 5.25 – Evolução dos percentuais do peso seco dos corpos de prova submetidos à
absorção d’água com sulfato de sódio, por capilaridade.
Algumas argamassas estudadas encontraram resistência aos sais, sendo
que a solução salina atravessou todos os corpos de prova após às 12 horas de absorção.
Foram avaliadas as variações dos resultados obtidos em valores percentuais médios entre
dois corpos de prova de cada argamassa.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
141
Pela visualização gráfica (Figuras 5.23 e 5.24) dos resultados de resistência à sais
de cloreto e nitrato, verifica-se que houve um incremento de sais nas argamassas com até 20%
de resíduo, sendo a argamassa de referência com maior ganho de massa. A massa aumentou
devido à acumulação de sais no seio do material. Porém nas argamassas com 25 e 30% de
resíduo, houve uma diminuição de massa devido à perda de material provocada pela
degradação dos corpos de prova face a ação da cristalização dos sais.
Assim, verifica-se um ganho relativamente ligeiro de massa inicial nas argamassas
abaixo de 20% de resíduo, na ordem de 2,5% para cloreto e 5% para nitrato, o que vem
confirmar a uniformidade de comportamento por parte destas, até o 10º ciclo. A ação exercida
pelos sais em argamassas de cal aérea é essencialmente uma ação mecânica e física,
interessando que as argamassas possuem resistências mecânicas suficientes para resistir às
tensões criadas pelo aumento do volume dos sais, sem que ocorra deterioração do material, ou
que os seus poros apresentem uma dimensão tal que permitam que esses cristais possam
cristalizar e dissolver-se ciclicamente no seu interior sem danificar a estrutura da argamassa,
como se pode observar com as argamassas A/0/REF, A/5/RPP e A/10/RPP
Porém as argamassas com 15, 20, 25 e 30% de RPP tiveram um comportamento
distinto sofreram perda de massa mínima na ordem dos - 0,3 % relativamente ao peso inicial.
Verificaram-se danos provocados por desagregação, principalmente, nas arestas dos corpos de
prova. Em estudos realizados por Nappi (2002), ao avaliar argamassas à base de cal e areia,
no traço de 1:3, em volume, salienta que após o sétimo ciclo os corpos de prova que estavam
submetidos à águas sulfatadas não puderam mais ser avaliados em função do seu estado de
desagregação.
No caso das argamassas de 25% e 30% de teor de resíduo, que obtiveram uma
desagregação maior proporcionada pelos sais, principalmente pelo sulfato, deve-se ao fato,
que estes sais solúveis se cristalizam e se hidratam com a incorporação de água na sua
estrutura molecular, aumentam seu volume originando uma pressão de hidratação contra as
paredes dos poros dos materiais em que o mesmo está inserido, neste caso podem provocar
abertura de fendas no revestimento. Salienta-se, ainda, que isto possa acontecer tanto nos
revestimentos dos edifícios antigos como nos mais recentes.
Ressalta-se que o método de ensaio de simulação em laboratório estabelecido para
avaliação do comportamento das argamassas face à ação da cristalização de sais revelou-se
eficaz, uma vez que, proporcionou o desenvolvimento da degradação dos corpos de prova.
De acordo com os dados anteriormente apresentados, pode-se dizer que, no geral, a
degradação dos materiais causada pelos sais supõe-se que seja favorecido pela maior
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
142
quantidade de finos, pela absorção de água por capilaridade e influenciada pela porosidade da
argamassa.
Em situações em que for previsível o ataque por cloretos, as argamassas A/5/RPP e
A/10/RPP apresentam-se como as mais indicadas para aplicações em edifícios antigos e o pior
comportamento pertenceu às argamassas A/25/RPP e A/30/RPP.
Conforme prescrição da Norma alemã WTA 2-2-91 a resistência a sais para
argamassas de recuperação destinadas a prédios históricos deve ser superior a 10 dias. Ao
avaliar os resultados das argamassas ensaiadas verifica-se que somente as argamassas com 15,
20, 25 e 30% de resíduos, não chegaram intactas até o décimo ciclo, como mostram as figuras
5.26, 5.27 e 5.28.
As correlações mostram que há uma tendência das argamassas, com o aumento do
teor de resíduo, diminuírem a resistência ao ataque de sais, em relação à de referência,
podendo-se observar desagregação em forma de lâminas da superfície do corpo de prova, bem
como a perda de massa do mesmo. A deteriorização ocorre quando as tensões causadas pelos
cristais, que estão confinados nos poros, se expandem com o aumento da temperatura, em
processos cíclicos.
As figuras 5.26, 5.27 e 5.28 mostram a aparência dos corpos de prova submetidos à
absorção d’água com cloreto, nitrato e sulfato por capilaridade.
(a) (b)
Figura 5.26 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e resíduo
pelas águas sulfatadas no oitavo ciclo.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
143
(a) (b)
Figura 5.27 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e resíduo
após uma sobrecarga de sais de cloreto de sódio no oitavo ciclo.
(a) (b)
Figura 5.28 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e resíduo
após uma sobrecarga de sais de nitrato de sódio no oitavo ciclo.
5.3.7 Variação dimensional ou retração das argamassas no estado endurecido
No Brasil, as medidas da retração por secagem e da retração autógena de argamassas no
estado endurecido são realizadas em corpos-de-prova prismáticos de 25 x 25 x 285 mm
normalizado pela NBR 104 15261 (ABNT, 2005) – Argamassa para assentamento e
revestimento de paredes e tetos – Determinação da variação dimensional (retração ou
expansão linear). A medida da variação dimensional dos corpos-de-prova é realizada
utilizando o aparelho comparador, conforme ilustra a Figura 5.29.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
144
Figura 5.29 – Relógio comparador utilizado no ensaio de retração por secagem.
Os resultados dos ensaios de retração das argamassas estão apresentados na Tabela 5.31 com
as curvas de retração nos corpos de prova, de dimensões 2,5 x 2,5 x 28,5 (cm), no estado
endurecido ocorrido após a desforma, até 28 dias. Observa-se que em todas as argamassas a
retração nas primeiras horas equivale a uma parcela relativamente importante do valor medido
aos 28 dias (Tabela 5.31).
Tabela 5.31 – Média da retração linear das argamassas estudadas 24 horas após a
desmoldagem seguindo-se com 5, 7, 14, 21 e 28 dias.
Os resultados dos ensaios mostram que a variação dimensional medida no estado
endurecido nas argamassas estudadas representa uma parcela significativa da retração medida,
sistematicamente, em três corpos de prova, endurecidos de cada argamassa, de dimensões 25
x 25 x 285 (mm), aos 28 dias de idade. Os dados obtidos nesta pesquisa permitem também
observar que, comparando-se todas as argamassas que apresentaram valor mais baixo de
Argamassa Retração linear (mm/mm)
1º dia 5º dia 7º dia 14º dia 21º dia 28º dia
A/0/REF 0,453 0,528 0,536 0,556 0,557 0,575
A/5/RPP 0,520 0,552 0,587 0,664 0,820 0,840
A/10/RPP 0,323 0,433 0,533 0,563 0,676 0,711
A/15/RPP 0,293 0,577 0,712 1,213 1,428 1,489
A/20/RPP 1,021 1,661 2,137 2,465 2,756 2,784
A/25/RPP 1,157 1,603 2,152 2,487 2,552 2,683
A/30/RPP 1,048 1,664 1,737 2,652 2,947 3,139
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
145
retração aos 28 dias foram as que apresentaram menor teor de finos, pois os materiais
pulverulentos (grãos com tamanho inferior a 0,075mm) têm grande influência sobre a retração
das argamassas.
Estes finos requerem uma maior quantidade de água de amassamento, devido à sua
alta superfície específica e à sua natureza, gerando maior retração.
Ressalta-se que, além do aumento de teor de finos, a retração também se dá por
carbonatação em que a cal hidratada reage com o gás carbônico presente no ar, formando
carbonato de cálcio. Esta reação é acompanhada de uma redução de volume.
Este comportamento é importante para o potencial bom desempenho das
argamassas, dado que a ocorrência de fissuração condiciona fortemente a durabilidade das
argamassas aplicadas como revestimento de parede de edifícios antigos.
Rebocos muito susceptíveis à fendilhação e/ou fissuras vão facilitar a penetração
da água e de outros agentes que irão acelerar o processo de degradação e, em casos extremos,
podem contribuir para o seu destacamento.
Segundo Cincotto et al. (1995) a cal confere plasticidade às pastas e argamassas no
estado fresco, permitindo maiores deformações no estado endurecido e sem fissuração, o que
não ocorre, com freqüência, em caso de se empregar somente cimento Portland. Guimarães
(1998) complementa esclarecendo que as argamassas com cal absorvem pequenas tensões
provocadas por movimentos de acomodação desiguais das estruturas. O pesquisador explica
que a capacidade de auto-refazer muitas pequenas fissuras que ocorrem no decorrer do tempo,
ou seja, reconstituição autógena das fissuras deve-se à carbonatação da cal que demanda um
tempo prolongado para se completar.
A avaliação qualitativa da retração efetuada com base na observação visual das
argamassas aplicadas revelou sinais de variações dimensionais mais significativas na zona dos
topos das formas, principalmente nas argamassas com maior teor de resíduo, no decorrer dos
28 dias, porém em nenhuma das situações analisadas se registrou fissuração nos corpos de
provas.
Na Figura 5.30 pode-se constatar pela linha de tendência, que ocorreu um aumento
na retração linear em todas as argamassas formuladas com resíduos, com mais destaque para
as argamassas de 20 a 30% de RPP. Portanto, as argamassas que possuem RPP presente em
sua mistura apresentaram maior retração quando comparada com a produzida sem resíduo.
Possivelmente, este fato está relacionado ao maior teor de finos presentes no resíduo,
permitindo assim maior formação de poros com diâmetros menores e consequentemente maior
retenção de água.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
146
Figura 5.30 – Evolução da retração linear das argamassas.
5.3.8 Resistência de Aderência à tração
Os ensaios de arrancamento foram efetuados de acordo com a Norma NBR 13528 (ABNT,
1995), que prescreve o método para determinação da resistência de aderência à tração de
revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas .
Apresentam-se na Tabela 5.32 os resultados médios de seis corpos de prova de cada
argamassa, perfazendo um total de 42 arrancamentos, das tensões de arrancamento obtidas em
cada ensaio com o respectivo tipo de ruptura das pastilhas no momento do arrancamento.
Tabela 5.32 – Resistência de aderência à tração (arrancamento).
*O valor deverá ser desconsiderado. Neste caso, deve ter ocorrido falha quando da execução do ensaio.
Argamassas
Número
de
corpos
de prova
Carga
(N/s)
Seção
(cm²)
Resistência de
aderência à tração
(MPa) e
desvio padrão
Forma de ruptura (%) Espessura do
revestimento
(mm) (a) (b) (c) (d) (e)
A/0/REF 6 50 100 0,02* ± 0,03 X 22
A/5/RPP 6 80 100 0,08 ± 0,03 X 22
A/10/RPP 6 80 100 0,12 ± 0,02 X X 23
A/15/RPP 6 80 100 0,11 ± 0,06 X X 23
A/20/RPP 6 80 100 0,15 ± 0,03 X X 22
A/25/RPP 6 80 100 0,11 ± 0,06 X X 23
A/30/RPP 6 80 100 0,10 ± 0,05 X X 23
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
A/0/REF A/5/RPP A/10/RPP A/15/RPP A/20/RPP A/25/RPP A/30/RPP
Ret
raçã
o l
inea
r (m
m)
Teor de resíduo (%) Retração (mm) 1º dia Retração (mm) 5º dia Retração (mm) 7º dia
Retração (mm) 14º dia Retração (mm) 21º dia Retração (mm) 28º dia
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
147
São formas de ruptura:
a) Na interface argamassa/substrato;
b) No interior da argamassa de revestimento;
c) No substrato;
d) Na interface revestimento/cola;
e) Na interface cola/pastilha
Na figura 5.31 estão representadas as várias formas de ruptura que podem ocorrer.
Nos casos em que a ruptura ocorre na interface cola- argamassa ou cola-pastilha, o valor
registrado não é considerado válido. Para efeito de aderência consideram-se as formas de
ruptura A, B e C e na Figura 5.32 demonstra o processo de execução do ensaio de aderência à
tração (arrancamento) das argamassas estudadas.
Figura 5.31 – Tipos de ruptura no ensaio de resistência de aderência à tração de revestimentos de
argamassa, considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato, sem chapisco. Adaptado
( CARASEK, 2001).
Figura 5.32 – Processo de execução do ensaio de arrancamento das pastilhas.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
148
As tabelas a seguir indicam as diversas condições da seção de ruptura dos 06
corpos de prova de cada, das argamassas, A/10/RPP e A/20/RPP, que apresentaram melhor
desempenho no ensaio mecânico de aderência à tração. Vale ressaltar que os tipos de ruptura,
segundo a nossa literatura, são devidos aos diversos tipos de tensões, que podem atuar na
superfície gerada por uma sequência de fatores, desde o traço, recalques e cargas acidentais
atuando sobre a estrutura ensaiada, até a variação de temperatura podem influenciar nos
resultados
Tabela 5.33 – Condições da seção de ruptura dos 06 corpos de prova com 10% de RPP.
(Avaliação visual - Estimativa)
40 % na argamassa do emboço e 60% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
50 % na argamassa do emboço 50% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
40 % na argamassa do emboço e 60% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
50 % na argamassa do emboço e 50% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
30 % na argamassa do emboço e 70% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
20 % na argamassa do emboço e 80% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
Figura 5.33 – Aspecto dos 06 corpos de prova após arrancamento da argamassa A/10/RPP,
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco.
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149
Tabela 5.34 – Condições da seção de ruptura dos seis corpos de prova da argamassa
A/20/RPP.
(Avaliação visual - Estimativa)
50 % na argamassa do emboço e 50% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
30 % na argamassa do emboço 70% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
40 % na argamassa do emboço e 60% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
20 % na argamassa do emboço e 80% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
30 % na argamassa do emboço e 70% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
50 % na argamassa do emboço e 50% na interface argamassa do emboço/bloco cerâmico.
Figura 5.34 – Aspecto dos 06 corpos de prova após arrancamento da argamassa A/20/RPP,
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco.
Ao verificar resultados do ensaio de arrancamento, constata-se que as argamassas
com resíduos apresentam valores superiores aos de referência. Destaca-se que as composições
A/10/RPP, A/15/RPP, A/20/RPP, A/25/RPP e A/30/RPP se enquadram perfeitamente nos
valores apresentados, pois de acordo com os estudos de Veiga e Carvalho (2002),
correspondem aos requisitos estabelecidos nas especificações estabelecidas na Norma Européia
EN 998-1 (Tabela 5.35), para as argamassas de reparação, pois apresentam formas de rupturas
prescritas na Norma NBR 13528 (ABNT, 1995), com resistência à tração tanto na interface
argamassa/substrato como também no interior da argamassa de revestimento
Ao considerar a Norma brasileira ABNT 13281:2005, que especifica os requisitos
exigíveis para resistência a aderência à tração, conforme Tabela 5.36, observa-se que as
argamassas ensaiadas se classificam na classe A1, porém esta classificação é mais
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
150
representativa para argamassas cimentícias.
Tabela 5.35 – Classificação das argamassas de cal como único ligante, segundo EN 998-1.
Tabela 5.36 – Classificação das argamassas segundo a ABNT NBR 13281:2005.
Classe Resistência potencial de
aderência aderência à tração
(MPa)
Método de ensaio
A1 <0,20 ABNT NBR15258:1995 A2 ≥0,20
A3 ≥0,30
Destaca-se que a aderência ao suporte é fraca, principalmente, nas argamassas de
cal e areia (REF) e A/5/RPP. No entanto, é importante salientar que o suporte usado – tijolo
corrente atual – não é representativo dos suportes antigos, por ser menos absorvente e mais
liso, o que se traduz numa redução da aderência, como, também, os valores encontrados
podem ser alterados com a idade das argamassas, devido a reação, relativamente lenta, do
dióxido de carbono (CO2) com a cal hidratada. Essa reação é a que dá origem ao carbonato de
cálcio e que resulta em um aumento da resistência mecânica da argamassa. Todos os
resultados foram abaixo dos 0,3 MPa, máximo exigido pela ABNT NBR 13281:2005, tal
fato pode ser explicado pela teoria dos poros ativos que estabelece que quanto mais partículas
finas maior é a quantidade de poros de pequeno diâmetro no interior da argamassa que
ajudam a reter mais água no seu interior. Maior poder de aglomeração das partículas finas
dificulta a deposição de produtos de hidratação na região de interface prejudicando a
ancoragem das argamassas. Outrossim, acredita-se que se a superfície do substrato fosse mais
Uso Características Mecânicas (MPa) Aderência (MPa)
Rt Rc E
Esboço/reboco
Exterior 0,2 - 0,7 0,4-2,5 2000-5000
0,1- 0,3 Esboço/reboco
interior 0,2-0,7 0,4-2,5 2000-5000
Juntas 0,4-0,8 0,6-3 3000-6000 0,1- 0,5
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
151
Ad
erêm
cia
à t
raçã
o M
Pa
)
porosa poderia atingir o resultado mínimo de tração, para isso fica o desafio de realizar o
ensaio onde se consiga uma superfície menos lisa, mais porosa para que seja possível uma
melhor ancoragem da argamassa. Por outro lado, ressalta-se que a aderência à tração das
argamassas de 10 a 30% de resíduo obteve um resultado satisfatório, exigido pela Norma EN
998-1.
Quanto mais ásperas a superfície maior será o desempenho de ancoragem das
argamassas e que os tipos de ruptura segundo a literatura, ocorre, ainda, devido aos diversos
tipos de tensões, que podem atuar na superfície gerada por uma sequência de fatores desde o
traço, aplicação na hora de chapar a argamassa e cargas acidentais atuando sobre a estrutura
ensaiada até a variação de temperatura podem influenciar nos resultados.
Por fim, as correlações mostram (Figura 5.35) que há uma tendência das
argamassas aumentarem a aderência ao substrato, quando do aumento do teor de resíduo
presente nas misturas das mesmas. A aderência é uma propriedade relevante na interação das
argamassas de revestimento com o suporte, sendo determinante para o seu comportamento
mecânico e durabilidade, a qual será tanto mais elevada quanto maior for a compatibilidade
do revestimento ao suporte. Esta propriedade está associada à capacidade da argamassa em
absorver tensões normais ou tangenciais na superfície de interface com o suporte, isto é, a
capacidade para resistir a deslocamentos por tração e por cisalhamento, sem causar danos, tais
como destacamentos, sendo uma das patologias que mais ocorrem nas alvenarias dos prédios
antigos.
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 5 10 15 20 25 30
Teor de resíduo (%)
Figura 5.35 – Correlação entre o teor de resíduo com aderência à tração das argamassas.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
152
A seguir, a Tabela 5.37 apresenta um resumo da caracterização das argamassas no
estado endurecido:
Tabela 5.37 – Resumo do comportamento das argamassas no estado endurecido.
Argamassa
Densidade
de massa
Módulo de
elasticidade
Resistência
à tração na
Resistência à
compressão
Absorção
por
Coeficiente de
capilaridade
Variação
dimensional
Aderência à
tração
aparente
(kg/m³)
(MPa) flexão
(MPa)
(MPa) capilarida
de (g/cm²) (g/dm².min
½)
aos 28 dias
(mm)
(MPa)
A/0 1657 2810 0,27 0,54 1,92 14,70 0,575 0,02
A/5 1767 2210 0,34 0,73 2,60 27,50 0,840 0,08
A/10 1778 1860 0,43 1,24 2,48 26,70 0,711 0,12
A/15 1781 2550 0,39 1,82 1,86 20,50 2,489 0,11
A/20 1779 2000 0,53 2,05 2,21 23,80 2,784 0,15
A/25 1757 1450 0,34 1,89 2,70 22,90 2,683 0,11
A/30 1717 1150 0,25 1,90 2,53 18,10 3,139 0,10
De acordo com a Tabela 5.37 faz-se uma análise geral das correlações entre os
diversos comportamentos das argamassas, no estado endurecido, verifica-se que, com o
aumento das tensões à tração e compressão tende a aumentar a densidade de massa aparente
das argamassas.
A resistência à tração na flexão aumenta na medida em que a tensão a
compressão aumenta apesar de não serem linearmente dependentes. As tensões a tração e a
compressão podem ser correlacionadas com o respectivo módulo de elasticidade dinâmico. Ao
contrário do que seria provável este parece diminuir à medida que as referidas tensões
aumentam.
Quando da análise das correlações entre os traços estudados com o de referência
observa-se que a resistência à tração obtida pelas argamassas com resíduo tende a aumentar
em relação à argamassa de referência, porém sem uma variação muito significativa, pois todas
as misturas apresentaram a mesma classificação segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005). Por
outro lado, o aumento do teor de resíduo na produção das argamassas tende a melhorar a
resistência mecânica, em relação à argamassa padrão. Tratando-se de argamassas para
aplicação em edifícios antigos estas desenvolveram resistências aceitáveis segundo a norma
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
153
europeia EN 998-1, com valores compreendidos entre 0,25 e 0,53 MPa em flexão e entre 0,54
e 2,05 MPa em compressão.
Verifica-se que as argamassas com resíduo têm uma elevada absorção de água por
capilaridade em comparação com a de referência. Sendo a argamassa com 15% de resíduo que
apresentou uma menor absorção por capilaridade que as demais, consequentemente maior
impermeabilidade e menor porosidade. Ao mesmo tempo em que as argamassas estudadas
vão facilitar a penetração de água até o suporte, pelo elevado coeficiente de capilaridade,
tendem a facilitar, também, a sua evaporação e secagem rápida, o que vai influenciar numa
melhor resistência à aderência ao substrato.
Quanto à variação dimensional das argamassas no estado endurecido observa-se
que à medida que se aumenta o teor de resíduo há uma acentuada retração. Esta variação é
mais acentuada nas argamassas acima de 15% de resíduo no decorrer de 28 dias, pois os
materiais pulverulentos, como a cal e o resíduo tem grande influência sobre a retração nas
argamassas, os finos absorvem mais água, consequentemente maior evaporação. A correlação
entre os traços estudados revelou que as argamassas com resíduo tendem a uma maior retração
que a de referência, porém a argamassa A/10/RPP demonstrou melhor comportamento à
retração entre as argamassas com resíduo.
Observa-se que os valores de aderência à tração das argamassas estudadas são
superiores ao de referência. Destaca-se que as composições A/10/RPP, A/15/RPP, A/20/RPP,
A/25/RPP e A/30/RPP se enquadram perfeitamente nos requisitos estabelecidos na Norma
Europeia EN 998-1 (Tabela 5.33), para as argamassas de reparação.
Vale ressaltar, que a capacidade de aderência da interface argamassa/substrato
depende, ainda, da capacidade de retenção de água, da consistência e do teor de ar aprisionado
da argamassa.
5.3.9 Análise microestrutural
A Figura 5.36 ilustra o traço A/0 de referência onde, podem-se observar escorrimentos de
cristais de calcita de forma prismática (mais comum) com superfície lisa e branca,
consequência da carbonatação da cal e sílica proveniente da areia.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
154
V
Calcita
Quartzo
Calcita
Figura 5.36 – Micrografia do traço A/0 de referência – Elétrons secundários.
A Figura 5.37 ilustra a micrografia realizada no traço A/10/RPP. A análise mostra o
empilhamento sucessivo de camadas de calcita envolvendo a sílica (quartzo).
Calcita
Figura 5.37 – Micrografia do traço A/10/RPP – Elétrons secundários.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
155
A Figura 5.38 ilustra a micrografia do traço A/20/RPP. Observa-se o carbonato de
cálcio em forma de calcita e a presença de quartzo.
Calcita
Quartzo
Figura 5.38 – Micrografia do traço A/20/RPP – Elétrons secundários.
Quando da análise microestrutural das argamassas constatou-se que, a substituição
parcial do agregado miúdo por percentuais de resíduo influencia na microestrutura das
argamassas. As argamassas produzidas com RPP apresentaram microestrutura mais densa que
a produzida sem RPP. Tal fato se deve ao RPP possuir menor massa específica, e
consequentemente, há maior teor de material pulverulento na mistura.
5.3.10 Análise por Difratometria de Raios-X e Fluorescência de Raios-X
Para estas análises foram selecionadas três argamassas, sendo a primeira para o
traço A/0 sem resíduo, a segunda com 10% de RPP por ter apresentado desempenho
satisfatório nos ensaios de resistência à sais e aderência à tração e a terceira argamassa com
20% RPP por ter apresentado melhores resultados nos ensaios mecânicos de tração na flexão
e compressão.
A análise por difratometria de raios-X do traço A/0 sem resíduo mostra a
predominância da calcita (CaCO3 ), proveniente da presença da cal na mistura, da sílica,
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
156
decorrente da presença da areia na argamassa e picos da portlandita como forma mineral do
hidróxido de cálcio . Quando o óxido de cálcio se hidrata forma o hidróxido de cálcio, que
contêm cristais nanométricos de portlandita (CaOH)2 e água, que são progressivamente
consumidos para produzir carbonato de cálcio, além de outras impurezas que se eliminam
(oxidam) mediante o processo de carbonatação.
Os traços A/10/RPP e A/20/RPP mostram a formação de calcita (CaCO3 ), quartzo
(SiO2 ), hidróxido de silicato de cálcio e silicato de cálcio provenientes da areia e do resíduo
do porcelanato.
Os silicatos de cálcio (CaSi2 O5 ) são compostos de óxido de cálcio e sílica, que
reagem com as moléculas de água de modo a formar produtos chamados hidratados, que se
precipitam, dentre os quais, os mais importantes são o hidróxido de silicato de cálcio (Ca6
Si6 O17 (OH)2 e hidróxido de cálcio (CaOH 2 ).
O hidróxido de silicato de cálcio (Ca6 Si6 O17 (OH)2 e o hidróxido de cálcio
(Portlandita - Ca(OH)2 ), tem estruturas similares, porém com variações significativas quanto
à relação cálcio/sílica e ao teor de água quimicamente combinada.
As análises por DRX mostram que as fases formadas nas argamassas formuladas
com resíduos são similares às formadas na argamassa de referência. Com relação às
características mineralógicas, a argamassa de referência apresentou intensidade dos picos de
calcita maiores em proporção com as argamassas que contém resíduo.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
157
A/0/Ref.
A/10/RPP
A/20/RPP
Figura 5.42 – Difratogramas de raios-X das argamassas A/0/Referência, A/10/RPP e A/20/RPP.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
158
6 CONCLUSÕES
Para que as argamassas de cal aérea tenham aplicação como argamassas de restauração em
edifícios antigos, é fundamental compreender as suas propriedades do ponto de vista mecânico e
de durabilidade. Posto isto, e no sentido de contribuir para o conhecimento das suas
características, desenvolveu-se um estudo experimental que permitiu tecer conclusões acerca da
adequabilidade destas argamassas. Seguidamente apresentam-se as principais conclusões que se
obtiveram a partir deste estudo experimental. Quanto às propriedades das argamassas no estado
fresco, foi observado que:
As argamassas com resíduos necessitam de mais água comparativamente à argamassa
de referência, para o mesmo valor de consistência (260 ± 5 mm). A presença do resíduo aumenta
o índice de consistência das argamassas, consequentemente, as mesmas tem sua coesão
aumentada. Este aumento na coesão pode proporcionar ganhos relativos à qualidade e
produtividade, podendo ainda influenciar na redução de perdas das argamassas, reduzindo assim
o desperdício e consequentemente a geração de resíduos. Ressalta-se ainda que, as argamassas
produzidas com resíduo tiveram sua consistência aumentada em no máximo 3,52% em relação
a de referência.
Ao se correlacionar os percentuais de resíduos presentes na mistura com a porcentagem
de água retida pode-se verificar que todas as argamassas produzidas com resíduos, tendem a
aumentar a retenção de água à medida em que há um aumento no teor de resíduo presente na
composição das mesmas. Quanto à classificação, os resultados mostram que as argamassas
estudadas estão em conformidade com o estabelecido pela NBR 13281 (ABNT,
2005), visto que as mesmas foram classificadas nas faixas mais altas da tabela, conforme
determinado pela norma, e que não há diferença relevante entre as argamassas formuladas com
resíduo e a de referência.
Por meio dos resultados encontrados na pesquisa, pode-se constatar que a presença de
resíduo na mistura das argamassas aumentou a densidade de massa das mesmas em correlação
com a argamassa de referência. Todavia, ao se correlacionar o percentual de resíduo presente nas
misturas com a densidade de massa, pode-se observar a tendência a um acréscimo da densidade
de massa até o teor de 15% de resíduo, após este teor as argamassas tendem a diminuir sua
densidade. No tocante à classificação estabelecida pela norma NBR 13281 ABNT, (2005), os
resultados mostram que não há variação entre as argamassas formuladas com resíduo e a de
referência e que as argamassas estão na faixa central da tabela de classificação.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
159
Em relação ao teor de ar incorporado os resultados mostram que esta propriedade tem
seu desempenho alterado quando da presença do resíduo nas misturas das argamassas. Há uma
tendência a diminuir o teor de ar incorporado nas argamassas produzidas com RPP quando
comparadas com a argamassa padrão, sem resíduo.
Quanto às propriedades das argamassas no estado endurecido, se observou que:
A presença do resíduo na mistura modificou a densidade de massa das argamassas
formuladas. Porém, as correlações encontradas entre os traços estudados mostram que as
argamassas produzidas com resíduo tendem por aumentar a sua densidade de massa na medida
em que há um aumento do teor de resíduo na mistura. Quanto à classificação, verificou-se que
não há diferença de classificação entre as argamassas formuladas com resíduo e a de referência.
Todavia, as argamassas encontram-se na faixa alta da tabela de classificação. Sendo assim, a
presença dos resíduos na mistura em substituição ao agregado fino, tende a aumentar a
compacidade das argamassas modificadas.
Em relação ao módulo de elasticidade das argamassas os ensaios mostraram que
as argamassas acima de 20% de resíduo apresentam menor velocidade de propagação da onda
ultrassônica, ocorrendo assim à diminuição do módulo de elasticidade.
As argamassas produzidas com resíduos apresentam desempenho maior nas
propriedades de resistência à tração na flexão e resistência à compressão, em relação a argamassa
padrão. As correlações indicam que quanto maior o teor de resíduo presente na mistura tende a
aumentar o desempenho mecânico das argamassas até 20% de resíduo. Quanto à classificação, os
resultados mostram claramente que em relação à resistência à tração na flexão e à compressão as
argamassas estão classificadas na faixa mais baixa da tabela, segundo a Norma NBR
13281(ABNT, 2005).
Os resultados mostram que a propriedade de absorção de água por capilaridade pode
ser prejudicada quando da substituição do agregado miúdo pelo resíduo na formulação das
argamassas. As argamassas produzidas com RPP apresentam maior absorção de água. As
correlações indicam que a absorção de água por capilaridade é diretamente proporcional ao teor
de resíduo. As argamassas analisadas apresentam coeficientes de absorção capilar altos. Na gama
de valores obtidos, a porosidade vai facilitar a penetração de água até ao suporte permitindo, por
outro lado, também a sua evaporação.
Quanto ao comportamento face à ação da cristalização de sais, verifica-se que a
argamassa A/10/RPP revela características que apontam para um potencial melhor desempenho
face às demais argamassas. Os resultados obtidos permitem verificar que o melhor
comportamento face à ação da cristalização de sais não está diretamente relacionado com as
melhores resistências mecânicas.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
160
Os resultados dos ensaios mostram que a variação dimensional medida no estado
endurecido nas argamassas estudadas representa uma parcela significativa da retração,
principalmente nas argamassas acima de 15% de teor de resíduo. Os dados obtidos nesta pesquisa
permitem também observar que, comparando-se todas as argamassas, nem sempre aquela que
apresenta valor mais baixo de retração aos 28 dias foi a que apresenta também valor mais baixo
em 24 horas. Sendo assim, sugere-se considerar com cautela a caracterização de argamassas
quanto à retração apenas aos 28 dias em estudos sobre este fenômeno.
Constata-se que as argamassas produzidas com resíduos tem seu desempenho superior,
quanto à resistência de aderência à tração, comparado com a de referência. Destaca-se que as
composições a partir de 5% se enquadram nos valores estabelecidos pela Norma Europeia EN
998-1, uma vez que os requisitos estabelecidos pela Norma Brasileira NBR 13281estão mais
voltados para argamassa cimentícia.
Quanto à análise microestrutural pode-se verificar que possivelmente as partículas do
resíduo reagiram com a cal, pois apresentam uma microestrutura mais densa e coesa o que
indica, provavelmente, melhor efeito da finura no empacotamento das partículas.
Por fim, as novas argamassas propostas neste trabalho mostram que a as argamassas
com teor de 10% de resíduo e a de referência, sem resíduo, apresentam retração livre mais
estável, mais próxima da neutralidade. A composição de 10% de resíduo obteve também
melhor comportamento face à ação da cristalização de sais. A argamassa formulada com 15%
de resíduo obteve melhor densidade aparente no estado fresco, menor teor de ar incorporado e
elevada capacidade de retenção de água desenvolvendo boa trabalhabilidade. A substituição de
20% de resíduo gera um aproveitamento satisfatório quanto à resistência à compressão, tração na
flexão e maior aderência à base. Portanto, podemos verificar que as argamassas com 10, 15 e
20% de resíduo apresentam, a princípio, boa adequação como revestimento, possibilitando assim
um resultado final compatível com a durabilidade, trabalhabilidade e aderência, o que reforça a
possibilidade do uso do resíduo, desenvolvendo um material com melhor desempenho para
reparar ou substituir argamassas existentes em edifícios antigos.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
161
6.1 CONTRIBUIÇÃO ORIGINAL PARA O CONHECIMENTO
Como contribuição original para o conhecimento se pode dizer que:
I. A presença do resíduo nas misturas reduziu o teor de ar aprisionado nas argamassas
até aproximadamente 62%, pois o aumento do teor de ar incorporado nas argamassas
atua de forma desfavorável em relação às resistências mecânicas.
II. A presença do resíduo nas misturas melhorou a coesão, plasticidade,
consequentemente a trabalhabilidade no sistema fluído das argamassas.
III. A presença do resíduo nas misturas reduziu o módulo de elasticidade das
argamassas até aproximadamente 59%. O que é favorável, pois esta propriedade está
diretamente relacionada ao comportamento elástico do revestimento. Menor módulo
aumenta a capacidade de absorver deformações sem que ocorra ruptura, retornando
a suas dimensões iniciais, quando cessam as solicitações que lhes são impostas.
IV. Os resíduos como agregados finos podem substituir o agregado miúdo em um
percentual de até 20% quando da formulação das argamassas.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
162
6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Considerando a abrangência do tema e visto que, numa única pesquisa é impossível esgotar
todas as possibilidades de estudo sobre o comportamento de um material, principalmente quando
se trata de um novo material, existem diversos trabalhos que podem ser desenvolvidos, no
sentido de contribuir para o aumento do conhecimento sobre o assunto abordado. Diante disso,
sugere-se:
I. Estudo da evolução no tempo do desempenho das argamassas ao longo de várias
idades de cura;
II. Estudo de porosidade de argamassas produzidas com resíduos, a fim de, se
fundamentar os diferentes comportamentos obtidos;
III. Influência de umidade e temperatura no tempo de secagem das argamassas;
IV. Influência da microestrutura interna das argamassas no comportamento face à
cristalização de sais;
V. Determinação da permeabilidade ao vapor d’água das argamassas formuladas,
pois as argamassas de cal são argamassas porosas que normalmente apresentam elevada
capacidade de absorção de água, avaliada pelo coeficiente de capilaridade. Uma boa
permeabilidade ao vapor favorece a evaporação de água, evitando uma permanência
prolongada de água no suporte;
VI. Sugestão para que se elabore um projeto para criação de um curso de extensão na
área de restauro, no Instituto Federal da Bahia.
VII. Para complementar esse estudo, faz-se necessário à aplicação da argamassa,
tomando como referência a A/20/RPP, por ter apresentado melhor desempenho nas
propriedades de resistência mecânica e aderência exercendo melhor ação de
ancoragem da argamassa ao suporte, sobre bases de obras históricas e sob a ação das
intempéries, para observar o seu desempenho quanto à durabilidade, grau de
fissuração e permeabilidade, pois as propriedades estudadas em argamassas em corpos
de prova isolados e em laboratório são alteradas, quando submetidas às condições
reais, por isso os dados obtidos neste trabalho não necessariamente serão os obtidos in
loco.
Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.
163
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176
APÊNDICE A – TABELAS
Ensaio Resultado
Máx. Finura - resíduo na peneira de 0,044 mm (#325) (%) 1,50
Umidade (%) 2,00
Tabela A1 - Caracterização física da cal CH I.
Tabela A2 - Caracterização química da cal CH I.
Composição Resultado
RI - insolúvel em ácido clorídrico (%) 0,5
Oxido de magnésio (MgO) (%) 3,5
Dióxido de silício (SiO2 ) (%) 0,3
Perda ao fogo (%) 23,0 - 25,0
Ca(OH)2 Disponível (%) 90,0 - 98,5
R2O3 (%) 1,5
Pureza 92,5 – 94,5
Tabela A3 – Resistência à compressão
Classe Resistência à compressão MPa Método de ensaio
P1 ≤ 2,0
P2 1,5 a 3,0
P3 2,5 a 4,5
P4 4,0 a 6,5
P5 5,5 a 9,0
P6 > 8,0
ABNT NBR 13279
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177
Classe
Tabela A4 – Densidade de massa aparente no estado endurecido
Densidade de massa aparente no estado
endurecido Kg/m³ Método de ensaio
M1 ≤ 1200
M2 1000 a 1400
M3 1200 a 1600
M4 1400 a 1800
M5 1600 a 2000
M6 > 1800
ABNT NBR 13280
Tabela A5 – Resistência à tração na flexão
Classe Resistência à tração na flexão
MPa
Método de ensaio
R1 ≤ 1,5
R2 1,0 a 2,0
R3 1,5 a 2,7
R4 2,0 a 3,5
R5 2,7 a 4,5
R6 > 3,5
ABNT NBR 13279
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Classe
Tabela A6 – Coeficiente de capilaridade
Coeficiente de capilaridade
g/dm².min½
Método de ensaio
C1 ≤ 1,5
C2 1,0 a 2,5
C3 2,0 a 4,0
C4 3,0 a 7,0
C5 5,0 a 12,0
C6 > 10,0
ABNT NBR 15259
Tabela A7 – Densidade de massa no estado fresco
Classe Densidade de massa no estado fresco
(Kg/m³)
Método de ensaio
D1 ≤ 1400
D2 1200 a 1600
D3 1400 a 1800
D4 1600 a 2000
D5 1800 a 2200
D6 > 2000
ABNT NBR 13278
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179
Tabela A8 – Retenção de água
Classe Retenção de água
%
Método de ensaio
U1 ≤ 78
U2 72 a 85
U3 80 a 90
U4 86 a 94
U5 91 a 97
U6 95 a 100
ABNT NBR 13277
Tabela A9 – Resistência potencial de aderência à tração
Classe
Resistência potencial de
aderência à tração MPa
Método de ensaio
A1 < 0,20
A2 ≥ 0,20
A3 ≥ 0,30
ABNT NBR 15258
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Tabela A10 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1
Uso Características Mecânicas (MPa)
Aderência (MPa)
Rt Rc E
Esboço/reboco
Exterior
Esboço/reboco
interior
0,2 - 0,7 0,4-2,5 2000-5000
0,2-0,7 0,4-2,5 2000-5000
0,1- 0,3
Juntas 0,4-0,8 0,6-3 3000-6000 0,1- 0,5