ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE …repositorio.unesc.net/bitstream/1/5887/1/FelipeSachetColombo.pdf · descrito pela ABNT NBR NM 52:2009. 5 Artigo submetido ao Curso

Artigo submetido ao Curso de Engenharia Civil da UNESC - como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheiro Civil

UNESC- Universidade do Extremo Sul Catarinense – 2017/02

ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO COM A INCORPORAÇÃO DE

FIBRAS DE POLIPROPILENO E NYLON

Felipe Sachet Colombo (1), Elaine Guglielmi Pavei Antunes (2)

UNESC – Universidade do Extremo Sul Catarinense

(1) [email protected], (2) [email protected]

RESUMO É cada vez mais frequente a busca de novas misturas e materiais que venham a melhorar as propriedades das argamassas de revestimento e consequentemente seu desempenho em serviço, assim sendo, as fibras sintéticas surgem como uma possibilidade de um novo material a ser utilizado na composição das misturas. O estudo tem por objetivo a análise do comportamento das argamassas de revestimento com a incorporação de diferentes teores de fibras de polipropileno e de nylon. O programa experimental foi baseado na incorporação de 500, 900 e 1300 g/m³ de fibras de polipropileno e nylon em uma argamassa de referência com traço de 1:0,5:5 (cimento:cal:areia). Como parâmetro, foi fixada a quantidade de água utilizada em todas as argamassas produzidas, sendo acrescentado um aditivo plastificante quando necessário. A determinação das propriedades das argamassas de revestimento com incorporações de fibras de polipropileno e nylon incluiu ensaios de consistência, resistência à tração na flexão, à compressão axial, absorção de água por capilaridade, módulos de elasticidade dinâmico e estático. Os resultados indicam que a consistência das argamassas é influenciada pela incorporação de fibras sintéticas. As argamassas com incorporação de fibras de nylon apresentaram maiores valores de resistência à tração na flexão, compressão axial e menores valores de absorção de água por capilaridade. Já as argamassas com incorporação de fibras de polipropileno apresentaram menores valores de módulo de elasticidade dinâmico e estático, o que indica que estas argamassas possuem uma boa capacidade de sofrer deformações.

Palavras-Chave: Argamassa de revestimento, Fibras sintéticas, Polipropileno, Nylon, Desempenho.

1 INTRODUÇÃO

Com o uso difundido na construção civil, as argamassas são definidas como uma

“mistura homogênea de agregados miúdos, aglomerantes inorgânicos e água,

contendo ou não aditivos, com propriedades de aderência e endurecimento,

podendo ser dosada em obra ou em instalação própria” (ABNT NBR 13281:2005).

As argamassas são divididas em dois grandes grupos, que são, as argamassas de

revestimento e as argamassas de assentamento, cada uma das quais com

respectivas características e funções em uma edificação. Conforme Carasek (2007),

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as argamassas são utilizadas no assentamento de alvenarias ou no assentamento e

rejuntamento de revestimentos cerâmicos e pedras, além da utilização em etapas de

revestimento, como o emboço, reboco ou revestimento em camada única e ainda na

execução de contrapisos para a regularização de pisos.

As argamassas de revestimento, objeto de estudo deste trabalho, são aplicadas

visando o acabamento final de edificações, contribuindo assim com o aspecto

estético e de valorização do bem (SILVA, 2006), estas também possuem outras

funções, consideradas de primordial importância para o bom desempenho de uma

edificação. Segundo Baía e Sabbatini (2000), além da contribuição com o aspecto

estético as argamassas de revestimento possuem ainda como funções: a proteção

dos elementos de vedação das edificações contra a ação de agentes agressivos,

auxílio aos elementos de vedação nas funções de estanqueidade à água e aos

gases, isolamento térmico/acústico e regularização da superfície dos elementos de

vedação, servindo assim de base regular e adequada para a aplicação de

revestimentos ou constituir o próprio acabamento final. Desta forma, as argamassas

de revestimento exercem um importante papel em uma edificação, contribuindo

substancialmente para a durabilidade e qualidade da construção.

As argamassas de revestimento devem apresentar uma série de propriedades

específicas, tanto no estado fresco da argamassa quanto no estado endurecido,

para que possam atender a todas as funções requeridas. Conforme Bauer e Cortez

(2001):

O revestimento é uma camada mais suscetível à ação das condições de exposição do ambiente. Neste sentido as diversas solicitações (físicas, de uso, etc.) devem ser atendidas pelo conjunto que compõe o sistema de revestimento. O exemplo mais claro e mais frequente destas solicitações corresponde tanto a incidência solar como também da água da chuva. Evidencia-se, portanto, a necessidade da concepção adequada dos sistemas de revestimento no sentido do atendimento das significativas solicitações a que o mesmo é exposto, particularmente solicitações estruturais.

Conforme Tiscoski (2016) “as argamassas de revestimento, algumas vezes, têm seu

desempenho prejudicado devido às manifestações patológicas”. Segundo Baía e

Sabbatini (2000), os problemas patológicos mais frequentes são: a formação de

manchas de umidade, o descolamento de argamassa de revestimento, a formação

de trincas e fissuras e o descolamento entre a camada de reboco e emboço. Porém,

ainda de acordo com os mesmos autores, a manifestação patológica que merece ser



destacada é a formação de fissuras e trincas, pois além de evidenciar o problema na

argamassa de revestimento, pode sinalizar o comprometimento da segurança

estrutural e do desempenho da vedação com relação à estanqueidade, durabilidade

e isolação térmica/acústica.

Com o intuito de reduzir ou evitar tais manifestações patológicas, as argamassas

vêm sendo mais estudadas, visando a busca de melhorias em suas propriedades

físicas e mecânicas. Um dos pontos para obter-se tais melhorias é a escolha e/ou

inserção de novos materiais na produção das argamassas de revestimento.

A incorporação de fibras sintéticas em argamassas de revestimento é um exemplo

de um novo material que vem sendo empregado na busca pela maior qualidade e

desempenho destas. Conforme Agopyan e John (2000 apud Silva, 2006, pg.12), o

efeito das fibras sintéticas adicionadas às argamassas de revestimento é dificultar a

propagação de fissuras e trincas, as fibras acabam funcionando como uma espécie

de barreira nesta propagação, pois para que a fissura se propague é necessário o

arrancamento ou ruptura da fibra, ou ainda que a fissura contorne a fibra. As fibras

sintéticas podem ainda sofrer deformações, aumentar resistência, e assim

possibilitam a melhoria no desempenho da argamassa de revestimento.

As fibras de polipropileno e nylon são algumas das fibras sintéticas utilizadas

visando o melhoramento do desempenho das argamassas de revestimento

(CORTEZ, 1999), estas são classificadas como fibras do tipo poliméricas e

apresentam um baixo módulo de elasticidade. Ainda conforme Cortez (1999), não

existe uma normalização do processo de produção das argamassas de revestimento

com incorporação de fibras sintéticas. De acordo com Tiscoski (2016), é preciso

avaliar as diversas propriedades da argamassa de revestimento que sofrem

influência desta incorporação, além do teor que deve ser acrescentado na

argamassa, para que a incorporação possa resultar na redução das manifestações

patológicas e consequentemente melhora das propriedades, gerando eficiência na

execução.

Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar através de ensaios

laboratoriais a influência da incorporação de diferentes teores de fibras de

polipropileno e de nylon nas argamassas de revestimento. Para tal, foram realizadas

as avaliações de algumas propriedades das argamassas de revestimento

produzidas, tais como: consistência, resistência à tração na flexão e à compressão,

absorção de água por capilaridade e módulo de elasticidade dinâmico e estático.



2 MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia adotada para o desenvolvimento deste trabalho, foi definida com

base em pesquisas bibliográficas acerca de estudos já realizados sobre a

incorporação de fibras sintéticas em argamassas. Essas pesquisas auxiliaram nas

definições do tipo de argamassa, tipo de fibras, traço da argamassa e teores de

incorporação de fibras sintéticas. Inicialmente foi realizada a caracterização dos

materiais empregados na produção das argamassas de revestimento. Após a

produção das argamassas de revestimento, realizaram-se com estas os ensaios

laboratoriais, chegando-se assim aos resultados práticos destes ensaios. Desta

forma, a metodologia adotada neste trabalho é ilustrada pelo fluxograma

apresentado na Figura 01.

Figura 01 – Fluxograma da metodologia.

Fonte: Do autor, 2017.

2.1 MATERIAIS

2.1.1 Areia

Para a confecção das argamassas de revestimento em análise neste trabalho,

utilizou-se uma areia média lavada. Esta possui um módulo de finura de 2,37,

diâmetro máximo de 2,4 mm, definidos conforme prescrições da ABNT NBR NM

248:2003 e massa específica de 2,36 g/cm³, valor determinado conforme ensaio

descrito pela ABNT NBR NM 52:2009.



2.1.2 Cimento

O cimento empregado nos estudos trata-se de um cimento do tipo Portland CP II – Z

– 32. Este cimento tem baixo teor de adição, é composto por pozolana, apresenta

massa específica de 2,95 g/cm³ e segue as prescrições da ABNT NBR 11578:1991.

2.1.3 Cal

Foi utilizada cal hidratada, classificada como sendo da classe CH III de acordo com

as descrições da ABNT NBR 7175:2003. A cal foi utilizada visando a melhoria da

trabalhabilidade e retenção de água das argamassas produzidas.

2.1.4 Água

A água empregada em todas as etapas do trabalho e na produção das argamassas

de revestimento, foi obtida diretamente da rede de abastecimento de água da

concessionária local. Esta foi utilizada de acordo com a norma ABNT NBR 15900-

1:2009.

2.1.5 Aditivo plastificante

O aditivo plastificante utilizado neste trabalho, visa manter a trabalhabilidade das

argamassas de revestimento produzidas. Conforme informações do fabricante, este

é composto por resinas naturais, possui uma aparência líquida escura e apresenta

uma massa específica de 1,03 g/cm3.

2.1.6 Fibras sintéticas

As fibras sintéticas, incorporadas nas argamassas de revestimento em estudo, são

as de polipropileno e nylon, conforme ilustra a Figura 02. A escolha destas fibras

sintéticas deu-se devido as suas características e propriedades potenciais de

melhoria das argamassas, bem como pelo seu uso em algumas obras, que optam

pela utilização deste tipo de material (SILVA, 2006).



Figura 02 – Fibras de polipropileno (A) e nylon (B).


2.1.6.1 Polipropileno

As fibras de polipropileno são classificadas como um polímero termoplástico, este é

obtido por meio do craqueamento do petróleo, através da síntese de elementos

orgânicos (CORTEZ, 1999). Estas fibras apresentam um módulo de elasticidade de

3 GPa e uma massa específica de 0,91 g/cm³. As fibras de polipropileno utilizadas

neste trabalho são compostas por filamentos extremamente finos, possuem

comprimento de 12 mm e diâmetro de 18 µm, sendo a seção destas na forma

circular, conforme especificações do fabricante. Ainda, de acordo com o verificado

pelo ensaio de adsorção multimolecular (BET) e do volume total de poros (VTP),

realizado com auxílio do equipamento Quantachrome Nova Station A, as fibras de

polipropileno possuem área superficial de 0,049 m²/g e volume total de poros de

5,905x10-5 cm³/g.

2.1.6.2 Nylon

As fibras de nylon, assim como as fibras de polipropileno, são classificadas como um

polímero termoplástico e são definidas como fibras poliamidas, estas são formadas a

partir da reação de policondensação (CORTEZ, 1999). Estas fibras apresentam um

módulo de elasticidade de 4,76 GPa e uma massa específica de 1,14 g/cm³. As

fibras de nylon utilizadas neste trabalho são constituídas de nylon 6.6 e são

compostas por vários filamentos, estas possuem comprimento de 13 mm e diâmetro

de 18 µm, sendo a seção destas fibras na forma trilobal, conforme especificações do

fabricante. Além do mais, de acordo com o verificado pelo ensaio de adsorção

multimolecular (BET) e do volume total de poros (VTP), realizado com auxílio do

A B



equipamento Quantachrome Nova Station A, as fibras de nylon possuem área

superficial de 0,116 m²/g e volume total de poros de 3,034x10-4 cm³/g.

2.1.7 Argamassas de revestimento

Para a realização dos ensaios laboratoriais, foram produzidas sete argamassas de

revestimento conforme a ABNT NBR 7200:1998, sendo uma de referência,

codificada como AF0 e as demais com incorporação de diferentes teores de fibras

de polipropileno e nylon. O traço adotado para todas as argamassas foi de 1:0,5:5

(cimento:cal:areia), já o teor de incorporação de fibras de polipropileno e nylon nas

argamassas produzidas foi de 500, 900 e 1300 g/m³, as fibras de polipropileno e

nylon possuem um comprimento de 12 mm e 13 mm respectivamente. O traço

adotado, os comprimentos e os teores de incorporação de fibras sintéticas nas

argamassas produzidas foram definidos tomando-se como referência os trabalhos já

realizados neste âmbito, como os trabalhos desenvolvidos por Cortez (1999),

Oliveira (2001), Silva (2006), Centofante e Dagostini (2014) e Tiscoski (2016). A

Tabela 01 apresenta a codificação dos traços das argamassas produzidas, com as

informações acerca do tipo de fibra sintética adicionada, comprimento e o teor.

Tabela 01 – Caracterização das argamassas produzidas.

Codificação Traço

(Cimento:Cal:Areia)

Incorporação de fibras sintéticas

Fibra Comprimento

(mm) Teor (g/m³)

AF0 1:0,5:5 Sem fibras - 0

AFP500 1:0,5:5 Polipropileno 12 500



AFN500 1:0,5:5 Nylon 13 500

AFN900 1:0,5:5 Nylon 13 900

AFN1300 1:0,5:5 Nylon 13 1300


De acordo com Silva (2006), os fabricantes de fibras sintéticas e trabalhos científicos

recomendam a incorporação de 500 a 1000 g/m³ de fibras sintéticas nas

argamassas, desta forma os teores de incorporação adotados neste trabalho



buscam analisar o comportamento das fibras de nylon e polipropileno em teores de

incorporações considerados altos, medianos e baixos.

2.2 METODOLOGIA

O procedimento experimental foi dividido em duas etapas, a primeira consiste na

realização dos ensaios das argamassas no estado fresco, já a segunda etapa refere-

se aos ensaios das argamassas no estado endurecido. O esquema apresentado na

Figura 03 ilustra os respectivos ensaios realizados em cada etapa do trabalho.

Figura 03 – Esquematização do procedimento experimental.


2.2.1 Argamassas no estado fresco

2.2.1.1 Determinação do índice de consistência

A determinação do índice de consistência foi realizada segundo a ABNT NBR

13276:2016. Através deste ensaio é possível a determinação da relação

água/aglomerante a ser empregada na argamassa. A relação água/aglomerante foi

utilizada, pois as argamassas estudadas tratam-se de argamassas mistas, ou seja,

compostas por cimento, cal e areia. A realização deste ensaio consiste na aplicação

de golpes na argamassa sobre a mesa de consistência (flow table), através da

queda e subida da mesa. Após a aplicação dos golpes, são realizadas as medições

do espalhamento do molde tronco-cônico inicial. O índice de consistência,

corresponde a uma média de três medidas de diâmetro do espalhamento da



argamassa. Na realização deste estudo, primeiramente, verificou-se para o traço de

referência, ou seja, sem fibras, posteriormente para os traços com variados teores

de incorporação de fibras de polipropileno e nylon. A quantidade de água utilizada

em cada mistura foi estabelecida de acordo com a ABNT NBR 16541:2016, onde a

consistência ideal indicada é de 260 ± 5 mm.

Figura 04 – Ensaio para determinação do índice de consistência.


Visando uma melhor análise comparativa entre as argamassas produzidas, optou-se

pela manutenção da quantidade de água em cada uma das misturas, bem como da

consistência. Para tal, nas argamassas com incorporação de fibras sintéticas,

quando necessário, utilizou-se um aditivo plastificante para que a consistência das

argamassas atendesse à indicação normativa. Ressalta-se que a dosagem de

aditivo utilizada não seguiu as recomendações do fabricante, pois a quantidade

adicionada, para as argamassas que necessitaram de tal, ficou abaixo da dosagem

indicada, pelo fato das argamassas produzidas possuírem a incorporação de fibras

sintéticas. Desta forma, a determinação da quantidade de aditivo em cada tipo de

argamassa produzida foi feita de forma exploratória, ou seja, foram realizados testes

com várias dosagens de aditivo até que se chegasse à consistência adequada.

2.2.2 Argamassas no estado endurecido

2.2.2.1 Microscopia eletrônica de varredura (MEV)

O objetivo deste ensaio foi identificar e fazer uma análise dos compostos e produtos

gerados nas argamassas com a incorporação de fibras de polipropileno e nylon. A

realização deste ensaio foi efetuada com o auxílio do microscópio eletrônico de



varredura ZEISS, modelo MA10. As amostras para a realização deste ensaio foram

retiradas de corpos de prova produzidos especificamente para este, sendo

posteriormente cortadas com o auxílio de um equipamento de precisão (ISOMET

1000), após o corte de precisão permaneceram em estufa a 80ºC, até constância de

massa. A análise do MEV foi feita com as amostras observadas em ambiente de

vácuo variável, sendo este ensaio realizado no laboratório de cerâmica técnica do

IDT/UNESC.

2.2.2.2 Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão

As argamassas produzidas para a determinação dos índices de consistência foram

utilizadas na moldagem dos corpos de prova para realização dos ensaios de

resistência à tração na flexão e à compressão, segundo a ABNT NBR 13279:2005.

Conforme a norma, deve-se produzir 3 corpos de prova prismáticos com 4x4x16 cm,

para cada tipo de argamassa produzida e para cada idade. Neste trabalho, foi

adotada a idade de 28 dias para análise, sendo assim passados os 28 dias, foi

realizado o rompimento, verificando-se os resultados obtidos e analisando-os de

modo analítico e comparativo. Para a realização do ensaio de tração na flexão,

utilizou-se uma prensa hidráulica da marca EMIC DL10000, já para o ensaio de

compressão axial utilizou-se uma prensa hidráulica da marca EMIC PC200CS.

2.2.2.3 Determinação do coeficiente e da absorção de água por capilaridade

Com intuito de avaliar a absorção de água das argamassas produzidas, foi realizado

o ensaio de determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de

capilaridade, segundo a ABNT NBR 15259:2005. De acordo com a norma, deve-se

produzir 3 corpos de prova prismáticos com 4x4x16 cm, para cada tipo de

argamassa produzida e para cada idade. Assim como em outros ensaios realizados

neste trabalho, optou-se pela idade de 28 dias para análise, sendo assim passados

os 28 dias, foi realizado o ensaio. Para a realização do ensaio primeiramente

determinou-se a massa inicial (Mo) em gramas, para cada corpo de prova, os

mesmos foram posicionados com a face quadrada voltada para baixo em um

recipiente contendo água, o nível de água foi mantido constante em (5 ± 1) mm

acima da face em contato com a água durante a realização do ensaio. Após 10 e 90



minutos, determinou-se a massa de cada corpo de prova, M10 e M90,

respectivamente. Por fim, com os valores de massa obtidos é possível avaliar o

comportamento das argamassas produzidas quanto à absorção de água por

capilaridade, bem como determinar o coeficiente de capilaridade de cada uma delas.

2.2.2.4 Determinação do módulo de elasticidade

As argamassas de revestimento produzidas, de referência e com variados teores de

incorporação de fibras sintéticas, foram avaliadas quanto ao seu módulo de

elasticidade. O módulo de elasticidade foi avaliado de duas formas: dinâmica e

estática. Desta forma, é possível avaliar comparativamente as argamassas de

revestimento produzidas quanto a este critério.

2.2.2.4.1 Determinação do módulo de elasticidade dinâmico

O módulo de elasticidade dinâmico foi avaliado através da realização do ensaio

prescrito pela ABNT NBR 15630:2008. Este módulo de elasticidade foi avaliado por

meio de propagação de ondas ultrassônicas. Conforme a norma, foram produzidos 3

corpos de prova prismáticos com 4x4x16 cm, para cada tipo de argamassa a ser

analisada. A idade de ensaio adotada foi de 28 dias, assim sendo passados os 28

dias foi realizado o ensaio. O ensaio foi realizado por meio da utilização de um

transdutor de ondas de cisalhamento de 250 kHz.

2.2.2.4.2 Determinação do módulo estático de elasticidade à compressão

O módulo estático de elasticidade à compressão, foi avaliado através da realização

do ensaio prescrito pela ABNT NBR 8522:2008 porém o ensaio realizado foi

adaptado para as argamassas, adaptações estas relativas aos ciclos de carga e

descarga. Foram produzidos 3 corpos de prova cilíndricos com 5 cm de diâmetro e

10 cm de comprimento, para cada tipo de argamassa produzida. A idade de ensaio

adotada foi de 28 dias, assim sendo passados os 28 dias foi realizado o ensaio. O

equipamento utilizado para a realização deste ensaio foi uma prensa hidráulica da

marca EMIC PC200CS, juntamente com um extensômetro elétrico.



3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados obtidos neste trabalho são apresentados e discutidos com intuito de

analisar a influência da incorporação de fibras sintéticas nas argamassas de

revestimento. Os ensaios de compressão axial, tração na flexão, absorção de água

por capilaridade e módulo de elasticidade foram analisados por meio do método de

análise de variância (ANOVA) e pelo teste de comparação de médias (Teste de

Tukey). Já, outros possíveis resultados, foram interpretados de forma comparativa

ou qualitativa.

3.1 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA

Através da realização do ensaio, determinação do índice de consistência, foi

encontrada uma relação de água/aglomerante adequada ao traço escolhido como

referência. O percentual de aditivo inserido nas misturas, que necessitaram de tal, é

referente à massa de cimento adotada. Após a realização do ensaio foi definida a

relação de água/aglomerante para cada amostra. A Tabela 02 apresenta os

resultados obtidos após a realização deste ensaio.

Tabela 02 – Determinação do índice de consistência e da relação água/aglomerante.

Argamassa Relação

água/aglomerante Consistência (mm) Aditivo

AF0 0,67 262,32 -

AFP500 0,67 261,60 0,12%

AFP900 0,67 262,80 0,21%

AFP1300 0,67 262,00 0,28%

AFN500 0,67 262,00 0,00 %

AFN900 0,67 261,60 0,00%

AFN1300 0,67 260,00 0,00%


De acordo com os valores obtidos, a relação água/aglomerante que atende às

condições normativas para o traço escolhido é de 0,67. Observou-se que, com o

aumento do teor de incorporação das fibras de nylon e polipropileno ocorre uma

redução da consistência das argamassas produzidas. No entanto, as fibras de



polipropileno apresentaram uma maior redução, desta forma necessitaram da adição

do aditivo plastificante para manutenção da consistência. As fibras de nylon,

apresentaram uma redução menor e dentro da tolerância especificada em norma,

assim sendo, não foi necessária a adição de aditivo plastificante. Conforme Silva

(2006), a dificuldade de dispersão das fibras de polipropileno acaba provocando

falhas na mistura, caracterizadas pelo agrupamento das fibras em novelos. De

acordo com a microscopia eletrônica de varredura (MEV) – explorado no item 3.2, é

possível verificar este comportamento das fibras de polipropileno, da mesma forma

que é possível verificar uma melhor dispersão das fibras de nylon na mistura.

Segundo Centofante e Dagostini (2014), a dificuldade de dispersão das fibras de

polipropileno e a formação dos novelos aprisiona parte da água da mistura e

explicaria a diminuição da consistência das argamassas com incorporação deste tipo

de fibra, diferentemente do que ocorre em argamassas com incorporação de fibras

de nylon, que apresentam menor diminuição da consistência.

3.2 MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)

A Figura 05 apresenta as imagens obtidas através do ensaio de microscopia

eletrônica de varredura (MEV), das amostras da série AFP (argamassas com

incorporação de fibras de polipropileno) e da série AFN (argamassas com

incorporação de fibras nylon). Os aumentos realizados foram de 60 e 200 vezes. Na

análise das imagens da microscopia eletrônica de varredura (MEV), observa-se que

as amostras da série AFP (a) e (b) apresentam uma maior quantidade de poros do

que as amostras da série AFN (a) e (b). Na amostra AFP (b) é possível observar

alguns poros maiores com relação aos demais existentes, entretanto, estes poros

são resultantes do arrancamento da fibra de polipropileno no momento da

preparação da amostra. Este fato não foi visualizado com tanta frequência nas

argamassas com incorporação das fibras de nylon, o que demonstra a maior

capacidade de aderência das fibras de nylon. Ao se comparar as duas amostras,

AFP e AFN, é possível observar que as fibras de nylon apresentam uma melhor

dispersão na pasta de argamassa do que as fibras de polipropileno, conforme

ilustram as amostras AFP (a) e AFN (b). Em AFP (a), inclusive, é possível observar a

formação de acúmulos de fibras de polipropileno, comumente chamados de novelos.

Nas amostras AFP (b) e AFN (b) pode-se observar que as fibras de nylon



apresentam um maior ajuste nos agregados constituintes da argamassa de

revestimento ou da pasta, em comparação às fibras de polipropileno, tal fator

proporciona uma melhor aderência entre a fibra e a pasta, e possibilita assim, uma

diminuição do número de poros. Possivelmente, isto ocorre devido à forma da seção

da fibra de nylon adotada, forma esta trilobal, que proporciona um maior ajuste das

fibras com a pasta, conforme ilustram as imagens.

Figura 05 – MEV das amostras das séries AFP e AFN.


3.3 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO

Aos 28 dias os corpos de prova produzidos foram rompidos por meio da tração na

flexão, de acordo com a ABNT NBR 13279:2005. A Figura 06 apresenta os valores

encontrados para as argamassas de revestimento produzidas. Nesta, observa-se

através dos resultados médios, que por um lado o aumento do teor de incorporação

das fibras de nylon proporcionou um ganho no valor da resistência à tração na

Fibra de polipropileno

Fibra de nylon

AFP (a) AFN (a) Porosidade

Fibra de nylon Fibra de polipropileno

Aderência fibra/pasta

Poro resultante do arrancamento de fibra

AFP (b) AFN (b)

Novelo de fibras



flexão, já por outro o aumento do teor de incorporação das fibras de polipropileno

proporcionou uma perda em tal.

Figura 06 – Resultados da ruptura à tração na flexão.


Entretanto, a análise estatística demonstrou que não há variância significativa entre

os valores de resistência à tração na flexão para as argamassas com incorporação

de fibras de polipropileno, com relação à argamassa de referência. No entanto, as

argamassas com incorporação de fibras de nylon apresentaram variância nos

resultados obtidos, em comparação com a argamassa de referência. Segundo a

análise, a amostra AFN1300 foi a que apresentou o resultado mais significativo, com

valor aproximadamente 49% maior que o resultado da amostra de referência (AF0),

este valor foi seguido pela amostra AFN900 com um valor aproximado 42% maior e

pela amostra AFN500 com um valor aproximado 32% maior. Acredita-se que essa

variação nos resultados de resistência à tração na flexão está diretamente ligada às

características e às propriedades físicas das fibras utilizadas. As argamassas com

incorporação de fibras de nylon apresentaram uma porosidade inferior com relação

às com incorporação de fibras de polipropileno, conforme visualizado na microscopia

eletrônica de varredura (MEV) – explorado no item 3.2. Um provável motivo desse

menor número de poros deve-se à forma da seção das fibras de nylon, seção

trilobal, estas conseguiram um melhor ajuste com os agregados constituintes das



argamassas produzidas, diferentemente das argamassas com incorporação de fibras

de polipropileno, fibras estas com seção circular. Além do mais, conforme verificado

no ensaio de adsorção multimolecular (BET) – explorado no item 2.1.6, as fibras de

nylon apresentaram maior área superficial que as fibras de polipropileno e

consequentemente, podem se adequar melhor aos vazios. A porosidade tem grande

importância no comportamento mecânico das argamassas. De acordo com Silva

(2006), a porosidade existente nos sólidos afeta a sua resistência mecânica, pois

nos vazios existentes há uma grande concentração de tensões quando o corpo está

sob carga, tornando assim a porosidade um fator que limita a resistência. Outro fator

importante é o módulo de elasticidade das fibras utilizadas, o módulo da fibra de

nylon é maior que o da fibra de polipropileno. Silva (2006) cita que “quanto maior o

módulo de elasticidade da fibra maior será o esforço que o elemento suporta sob

carga”, o que demonstram os resultados obtidos. Em comparação aos estudos

realizados por Tiscoski (2016), Oliveira (2001) e Silva (2006) as argamassas com

incorporação de fibras de polipropileno, seguiram a mesma tendência dos resultados

obtidos pelos autores, apesar da utilização de teores de incorporação diferenciados.

Já as argamassas com incorporação de fibras de nylon, seguiram a tendência do

comportamento obtido por Cortez (1999), conforme o autor há um aumento da

resistência à tração na flexão à medida que aumenta o teor de incorporação de

fibras de nylon.

3.4 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL

Para a realização deste ensaio, foram utilizadas as metades dos corpos de prova

resultantes do ensaio de tração na flexão, conforme descreve a ABNT NBR

13279:2005. A Figura 07 demonstra os resultados obtidos através deste ensaio.

Nesta, verifica-se conforme os resultados médios obtidos, que a incorporação de

fibras de nylon proporcionou um aumento na resistência à compressão axial e a

incorporação de fibras de polipropileno proporcionou uma diminuição deste valor.

Porém, observa-se que o aumento do teor de incorporação das fibras não

representa um aumento ou diminuição dos valores de resistência à compressão

axial. De acordo com a análise estatística realizada, não há variância significativa

entre os resultados obtidos pelas argamassas com incorporação de fibras de

polipropileno entre si e as argamassas com incorporação de fibras de nylon entre si.



Figura 07 – Resultados da ruptura à compressão axial.


No entanto, ainda de acordo com a análise estatística, as argamassas com

incorporação de ambas as fibras apresentaram variância significativa com relação

ao resultado obtido pela argamassa de referência (AF0). As amostras AFN500 e

AFP1300 foram as que apresentaram os resultados mais significativos, a primeira

com o valor de resistência à compressão axial aproximadamente 40% maior que o

resultado da amostra de referência (AF0). Já, a segunda, AFP1300, com o valor de

resistência à compressão axial aproximadamente 31% menor que o resultado da

amostra de referência (AF0). Assim como nos resultados obtidos no ensaio de

resistência à tração na flexão, também se acredita que os valores obtidos no ensaio

de resistência à compressão axial estão diretamente ligados às características e às

propriedades físicas das fibras utilizadas. Em comparação com os resultados obtidos

pelas argamassas com incorporação de fibras de polipropileno deste trabalho, com

os de Tiscoski (2016), Oliveira (2001) e Silva (2006), observa-se que estes são

similares aos obtidos pelos autores, ou seja, ocorre uma diminuição da resistência à

compressão axial com a incorporação. Os resultados obtidos pelas argamassas com

incorporação de fibras de nylon seguem a tendência dos obtidos por Cortez (1999),

ou seja, ocorre um aumento da resistência à compressão axial com a incorporação

de fibras de nylon. Conforme Oliveira (2001), a diminuição da resistência à



compressão axial das argamassas com incorporação de fibras de polipropileno

ocorre devido ao aumento de vazios provocados pelas fibras. Mas, isto não ocorre

para as fibras de nylon, muito possivelmente devido a sua seção trilobal e sua área

superficial maior, que consegue preencher melhor esses vazios existentes e assim,

proporcionam um aumento na resistência à compressão axial, conforme abordado

no item anterior.

3.5 DETERMINAÇÃO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE E DO COEFICIENTE DE CAPILARIDADE

Conforme a norma ABNT NBR 15259:2005, a absorção de água por capilaridade

deve ser avaliada em dois tempos distintos, aos 10 e 90 minutos. A Figura 08

demonstra os resultados obtidos através deste ensaio.

Figura 08 – Resultados de absorção de água por capilaridade.


Nota-se na Figura 08, que as argamassas com incorporações de fibras de

polipropileno apresentaram, em geral, maior valor médio de absorção de água por

capilaridade em relação às argamassas com incorporações de fibra de nylon, isto

aos 10 e aos 90 minutos de ensaio. De acordo com a análise estatística, a amostra

AFN1300 foi a que apresentou o desempenho mais satisfatório com relação à

amostra de referência (AF0), com aproximadamente 95% menor absorção de água



por capilaridade aos 10 minutos e aproximadamente 97% menor aos 90 minutos. Já

a amostra AFP500, apresentou o desempenho menos satisfatório com relação à

amostra de referência (AF0), com aproximadamente 33% maior absorção de água

por capilaridade aos 10 minutos e aproximadamente 23% maior aos 90 minutos.

Fica claro que com o aumento da incorporação das fibras sintéticas nas

argamassas, ocorre uma diminuição da absorção de água por capilaridade das

mesmas. Conforme Cortez (1999), a absorção de água está diretamente relacionada

à quantidade, forma e distribuição dos poros capilares, condutos necessários à

entrada de água na argamassa, assim sendo quanto mais severas estas condições,

maior poderá ser a absorção das argamassas. De acordo com Centofante e

Dagostini (2014), as fibras de polipropileno são eficazes na diminuição da

porosidade das argamassas, fato que explica a diminuição da absorção de água à

medida em que se aumenta o teor de incorporação destas. Entretanto, as

argamassas com incorporação de fibras de nylon apresentaram maior eficiência na

diminuição da absorção de água por capilaridade, mesmo em menores teores de

incorporação, conforme ilustram os resultados obtidos. Tal fato, pode ser explicado

pela melhor dispersão das fibras de nylon em comparação às de polipropileno nas

argamassas, muito provavelmente devido a sua seção trilobal, conforme pode ser

visualizado na microscopia eletrônica de varredura (MEV) – explorado no item 3.2.

Além disso, a melhor dispersão também pode ser explicada devido a maior área

superficial das fibras de nylon em comparação às fibras de polipropileno, de acordo

com o verificado pelo ensaio de adsorção multimolecular (BET) – explorado no item

2.1.6. Os resultados obtidos por Cortez (1999), em comparação aos obtidos neste

ensaio, apresentaram algumas diferenças. O comportamento das argamassas com

incorporação de fibras de polipropileno seguiram a tendência dos resultados obtidos

pelo autor. Já as argamassas com incorporação de fibras de nylon apresentaram

menores valores de absorção de água por capilaridade do que o obtido pelo autor.

Entretanto, o método de ensaio e a norma utilizada são diferentes, além das

características físicas das fibras de nylon e dos teores de incorporação adotados, o

que poderia explicar a diferença de resultados. Ainda, através dos valores de

massas encontrados para os 10 minutos e 90 minutos de ensaio, foi possível a

determinação do coeficiente de capilaridade médio das argamassas produzidas. Os

valores obtidos estão descritos na Tabela 03. Conforme a análise estatística, as

argamassas com incorporação de fibras de polipropileno (AFP500, AFP900 e



AFP1300) não apresentaram variância significativa com relação à argamassa de

referência (AF0), já as amostras com incorporação de fibra de nylon, apresentaram

variância com relação à argamassa de referência (AF0). Sendo que a amostra

AFN1300 apresentou um valor aproximado 97% menor que a amostra AF0, a

amostra AFN900 valor aproximado 89% menor e a amostra AFN500 valor

aproximado 88% menor, ou seja, comprova a significância dos resultados médios

obtidos.

Tabela 03 – Valores de coeficiente de capilaridade.

Argamassa Coeficiente de capilaridade

(g/dm².min1/2)

AF0 7,80

AFP500 9,40

AFP900 7,35

AFP1300 7,14

AFN500 0,93

AFN900 0,83

AFN1300 0,20


Os valores de coeficiente de capilaridade seguiram a tendência do que foi

constatado por Cortez (1999), onde as argamassas com incorporações de fibras

sintéticas tendem a apresentar o coeficiente de capilaridade menor que a argamassa

de referência.

3.6 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE

De acordo com os resultados obtidos nos ensaios de módulo de elasticidade

dinâmico e estático (Figura 09), constata-se que os comportamentos destes são

bem parecidos. De modo que, a incorporação de fibras de polipropileno nas

argamassas proporciona uma diminuição no módulo de elasticidade, já a

incorporação de fibras de nylon provoca um aumento do módulo de elasticidade.

Entretanto, a análise estatística demonstrou que para os resultados de módulo de

elasticidade dinâmico não há variância significativa entre as amostras AFN500,

AFN900, AFN1300 e a amostra AFP500 com relação à amostra de referência (AF0).



Figura 09 – Resultados do módulo de elasticidade dinâmico e estático.


Segundo a análise, a amostra AFP1300 foi a que apresentou o resultado mais

significativo, com valor aproximadamente 14,91% menor que o resultado da amostra

de referência (AF0), este valor foi seguido pela amostra AFP900 com valor

aproximadamente 9,23% menor. A Figura 10 ilustra o comportamento das ondas

geradas pelo pulso do transdutor transversal, para cada série de argamassa

produzida, sendo a série AF0 a de referência, a AFP com incorporação de fibras de

polipropileno e a AFN com incorporação de fibras de nylon.

Figura 10 – Pulso de ondas gerado pelo transdutor transversal.


Primeiro pico

Primeira grande amplitude



Conforme pode-se observar, o comportamento de ambas é similar, de forma que os

tempos em que ocorrem o primeiro pico e a primeira grande amplitude das ondas

são bem próximos, o que reflete nos valores de módulo de elasticidade dinâmico

obtidos. Para os resultados de módulo de elasticidade estático, a análise estatística

demonstrou que não há variância significativa entre as amostras AFP500, AFP900 e

AFP1300 com relação à amostra de referência (AF0). Segundo a análise, a amostra

AFN900 foi a que apresentou o resultado mais significativo, com valor

aproximadamente 34,05% maior que o resultado da amostra de referência (AF0),

este valor foi seguido pela amostra AFN1300 com valor aproximadamente 30,96%

maior e pela amostra AFN500 com valor aproximadamente 29,84% maior. Ao se

comparar os resultados encontrados entre os módulos de elasticidade dinâmico e

estático, observa-se que existe uma variação entre os valores obtidos em cada

ensaio. De modo que as amostras de referência (AF0) apresentam uma variação de

aproximadamente 24% entre os módulos estáticos e dinâmicos, já as amostras com

incorporação de fibras de polipropileno apresentam uma variação de

aproximadamente 23% e as amostras com incorporação de fibras de nylon a

variação é de aproximadamente 6%. Conforme Mehta e Monteiro (2008), o módulo

de elasticidade dinâmico é geralmente 20 a 40% mais alto que o módulo de

elasticidade estático, as amostras de referência (AF0) e as amostras da série AFP

seguiram esta tendência, no entanto as amostras da série AFN não seguiram.

Porém, de acordo com Neto e Helene (2002) é necessário analisar alguns fatores

que podem influenciar os resultados de ensaios de módulo de elasticidade estático,

assim como para o módulo de elasticidade dinâmico, fatores como: velocidade de

aplicação da carga, dimensão dos corpos de prova, temperatura do ensaio, entre

outros. Os valores obtidos nos ensaios de módulo de elasticidade (dinâmico e

estático) para as argamassas com incorporação de fibras de polipropileno seguiram

a tendência expressada por Cortez (1999) e Silva (2006), onde a incorporação das

fibras de polipropileno resulta em menores valores de módulo de elasticidade, em

comparação à amostra de referência. Entretanto, o comportamento das argamassas

com incorporação de fibras de nylon não seguiu a tendência expressada por Cortez

(1999) em sua pesquisa, onde a incorporação das fibras de nylon nas argamassas

proporcionou uma diminuição do módulo de elasticidade. A incorporação das fibras

de nylon neste trabalho representou um aumento nos valores de módulo de

elasticidade, exceto para o módulo de elasticidade dinâmico, onde a análise



estatística demonstrou que não há variância significativa dos resultados com relação

à amostra de referência. Entretanto, ressalta-se que as características geométricas

das fibras de nylon utilizadas, as características das argamassas produzidas e os

métodos de ensaios adotados podem explicar essa variação de resultados obtida.

Os resultados de módulo de elasticidade encontrados comprovam o comportamento

observado das argamassas com relação aos esforços mecânicos, onde as

argamassas com maior resistência mecânica apresentam maiores módulos de

elasticidade e consequentemente menor capacidade de absorver deformações, no

caso das argamassas com incorporação de fibras de nylon. Já argamassas com

menor resistência mecânica apresentam menores módulos de elasticidade e

consequentemente maior capacidade de absorver deformações, no caso das

argamassas com incorporação de fibras de polipropileno. O comportamento dos

módulos de elasticidade obtidos pode ser explicado por meio dos valores de

densidades encontrados através da realização do ensaio prescrito pela ABNT NBR

13280:2008, cujo valores são apresentados na Tabela 04.

Tabela 04 – Valores de densidade.

Argamassa Densidade (kg/m³)

AF0 2.036,40

AFP500 1.971,94

AFP900 1.915,73

AFP1300 1.872,14

AFN500 2.014,29

AFN900 2.009,98

AFN1300 2.021,13


Ao se analisar os valores de densidade obtidos, constata-se que aqueles

encontrados para as argamassas com incorporação de fibras de nylon são maiores

que os das argamassas com incorporação de fibras de polipropileno e próximos aos

valores da argamassa de referência. Conforme Silva (2006), argamassas mais

densas tendem a restringir com maior intensidade as deformações que as

argamassas menos densas. Assim sendo, a porosidade reflete no módulo de

elasticidade (estático e dinâmico) das argamassas. Ainda, conforme Silva, em



argamassas mais densas a velocidade de propagação das ondas geradas pelo

transdutor transversal é maior que em argamassas menos densas, assim sendo

essas argamassas apresentam módulos de elasticidade dinâmicos maiores. Com

base nestas afirmações, o comportamento dos módulos de elasticidade das

argamassas pode ser explicado possivelmente por conta de suas características

físicas, conforme abordado em outros itens deste trabalho, bem como por conta das

características físicas e formas das fibras sintéticas utilizadas.

4 CONCLUSÕES

Este trabalho analisou o comportamento das argamassas de revestimento, com a

incorporação de diferentes teores de fibras de polipropileno e nylon. A necessidade

da melhoria de desempenho das argamassas de revestimento requer a realização

de estudos que busquem verificar a viabilidade da utilização de novos materiais na

composição destas. Materiais estes que venham a contribuir para a melhoria do

desempenho das argamassas de revestimento e no sentido de evitar as

manifestações patológicas.

Por meio da análise comparativa entre os dados obtidos nos ensaios foi possível

verificar que:

• As argamassas com incorporação de fibras de polipropileno e nylon

apresentam uma redução na consistência, sendo a maior redução nas argamassas

com incorporação de fibras de polipropileno.

• Através da análise do ensaio de tração na flexão constata-se que há um

aumento do valor da resistência neste quesito nas argamassas com incorporação de

fibras de nylon. A amostra AFN1300 apresenta os melhores resultados, comparada

à amostra de referência (AF0).

• Os valores encontrados no ensaio de determinação da resistência à

compressão axial demonstram que ocorre um aumento da resistência com a

incorporação de fibras de nylon e uma diminuição da resistência com a incorporação

de fibras de polipropileno. As amostras AFN500 e AFP1300 apresentam os maiores

e menores valores, respectivamente, quando comparadas à argamassa de

referência (AF0).



• A absorção de água por capilaridade apresenta uma redução com a

incorporação de fibras de polipropileno, no entanto as argamassas com

incorporação de fibras de nylon apresentam uma redução muito maior do que as

com fibra de polipropileno. A amostra AFN1300 apresenta a maior redução de

absorção de água por capilaridade, entre as argamassas com incorporação de fibras

de nylon e entre todas as argamassas produzidas. Já a amostra AFP1300

apresenta a maior redução de absorção de água, entre as argamassas com

incorporação de fibras de polipropileno.

• O módulo de elasticidade é diretamente afetado com a incorporação de fibras

de polipropileno e nylon nas argamassas de revestimento. Através da análise dos

resultados de módulo de elasticidade dinâmico é possível observar que há uma

diminuição no módulo de elasticidade nas argamassas com incorporação de fibras

de polipropileno. A amostra AFP1300 apresenta o menor módulo de elasticidade,

quando comparada à amostra de referência (AF0);

• Já a análise do módulo de elasticidade estático demonstra que há um

aumento do módulo de elasticidade nas argamassas com incorporação de fibras de

nylon. A amostra AFN900 apresenta o maior módulo de elasticidade, quando

comparada à amostra de referência (AF0).

Com base nos resultados encontrados nesta pesquisa, pode-se afirmar que as fibras

sintéticas podem ser utilizadas visando a melhoria do desempenho das argamassas

de revestimento. Contudo, deve-se observar a fibra que será utilizada em cada caso.

Pois as fibras de nylon apresentam um potencial para utilização visando a melhoria

de resistência mecânica e absorção de água, por outro lado as fibras de

polipropileno apresentam um potencial para utilização como um material de reforço

da argamassa, possibilitando assim pequenas “movimentações” e evitando

manifestações patológicas, como fissuras, por exemplo.

Sugestões para trabalhos futuros:

• Analisar o comportamento das argamassas em idades mais avançadas;

• Verificar a viabilidade técnico/econômica da aplicação das argamassas com

incorporação de fibras sintéticas em um canteiro de obras;



• Verificar a influência da utilização de fibras de polipropileno e nylon com

formas de seção e comprimentos variados;

• Verificar a influência da utilização do aditivo plastificante nos valores de

resistência mecânica das argamassas;

• Incorporar outros tipos de fibras sintéticas ou outros tipos de fibras.

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ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE …repositorio.unesc.net/bitstream/1/5887/1/FelipeSachetColombo.pdf · descrito pela ABNT NBR NM 52:2009. 5 Artigo submetido ao Curso