DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA RESTAURAÇÃO … · 2019. 1. 30. · melhor domínio da...

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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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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54

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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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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56

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.

57

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.

58

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.

59

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).

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

60

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;

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

61

• 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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62

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.

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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.

64

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

68

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.

69

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

73

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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).

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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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78

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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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85

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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86

• 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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87

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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88

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

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

89

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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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92

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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:

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

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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)

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

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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178

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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180

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