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COMPARATIVO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS DE REVESTIMENTO DA
REGIÃO SUL DO BRASIL
Celine Vasco (1), Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa(1),
Narciso Gonçalves da Silva (2)
(1) Universidade Federal do Paraná (1) Graduanda , Curitiba-PR, [email protected].
(1) Engenheira Civil, Professora Doutora do Departamento de Construção Civil da UFPR,
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2) Engenheiro Civil, Professor Mestre, Curtiba-PR, [email protected]
RESUMO
Frente à necessidade do estudo e conhecimento do desempenho das
argamassas de revestimento ao longo da sua vida útil, vislumbrou-se que o
comportamento reológico das argamassas, verificado no estado fresco, influencia
diretamente seu desempenho no estado endurecido. Nesse contexto, o trabalho
busca apresentar um diagnóstico do comportamento reológico de algumas
argamassas industrializadas de mercado, comercializadas na região de Curitiba e
Santa Catarina. Inicialmente foram selecionadas 10 argamassas do mercado,
preparadas 3 amostras com cada uma delas, conforme o método de mistura da NBR
13276/2002, e, posteriormente, foi realizado o ensaio reológico squeeze flow e a
caracterização granulométrica das amostras, bem como a sua composição quanto
ao teor de material graúdo e fino. Por se tratarem de argamassas industrializadas e
considerando as características intrínsecas aos processos de seleção de matéria-
prima, produção e transporte, as análises consistiram em comparações qualitativas,
a partir das quais verificou–se distintos comportamentos que, por semelhança, foram
agrupados em duas famílias.
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Palavras-chave: squeeze flow, argamassas industrializadas, comportamento
reológico.
ABSTRACT
COMPARATIVE STUDY ON THE RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF SOUTHERN
BRAZILIAN DRY SET MORTARS FOR RENDERING APPLICATIONS
The rheological behavior of plastic mortars is one of the key parameters to
determined the performance of rendering mortars during its service life. Given the
need to improve the knowledge in this area, this article presents a diagnosis for the
rheological behavior of some commercial, dry set mortars available at Curitiba city
and Santa Catarina State in Southern Brazil. Ten mortars were selected and
prepared in triplicate according to the protocol described by the Brazilian standard
NBR 13276/2002. The mortars were submitted to the rheology tests using the
squeeze flow technique. The particle size distribution of the mortars was determined
to quantify the coarse and fine particulates. Because they are commercial mortars
and the processes for raw material selection, production, and transportation are not
known in detail, the analyses performed herein are qualitative. Based on the results
of the above mentioned methods, two groups of mortars were identified.
Palavras-chave: squeeze flow, dry set mortar, rheological behavior.
INTRODUÇÃO
Os consumidores de argamassas industrializadas encontram disponíveis no
mercado inúmeras marcas deste produto, as quais devem estar criteriosamente
dentro de padrões estabelecidos pela NBR 13281/2005, que vão desde requisitos
relativos à composição até a embalagem do produto. Esses requisitos buscam a
redução do número de variáveis que a argamassa possa estar exposta durante a
sua produção, transporte e consumo final nas obras, porém características
intrínsecas à matéria-prima e aos processos de produção e dosagem interferem no
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comportamento reológico de tais argamassas e, conseqüentemente, nos estados
fresco e endurecido do revestimento. Apesar disso, até o momento, a norma
brasileira não considera essa questão.
Desde o SBTA de 2005, realizado em Florianópolis, pesquisas relativas à
importância do comportamento reológico das argamassas para o adequado
desempenho enquanto endurecida têm se mostrado presentes. A partir de então,
estudos específicos mostraram a sensibilidade do ensaio squeeze flow como
ferramenta simples e direta para a avaliação da reologia das argamassas no estado
fresco.
Dessa forma, o presente trabalho objetiva caracterizar o desempenho reológico
de dez argamassas industrializadas de revestimento, comercializadas na região de
Curitiba e Santa Catarina, mostrando, através do ensaio squeeze flow um panorama
do comportamento reológico desse grupo de argamassas, e identificando, dentro de
limitações das formulações não totalmente conhecidas, algumas justificativas
hipotéticas para as diferenças de comportamento a partir da granulometria
MATERIAIS E MÉTODOS Foram selecionadas no mercado dez argamassas industrializadas de
revestimento e, posteriormente, foram obtidas as curvas granulométricas das
mesmas por meio do peneiramento mecânico nas peneiras de série normal; a fração
mais fina, passante na peneira #200, foi caracterizada pela análise granulométrica a
laser com equipamento da marca CILAS, modelo 1064.
O método de mistura para as argamassas, nomeadas de A a J, foi baseado na
NBR 13276/2002 (1), a qual propõe a mistura total da massa de material seco em
água. A argamassadeira é acionada durante 60 segundos na velocidade baixa; em
seguida, faz-se a homogeneização da mistura com uma espátula durante os
próximos 30 segundos e, finalmente, retoma-se a mistura mecânica por mais 30
segundos, mantendo a velocidade do equipamento baixa (Figura 1). Nesse estudo,
prepararam-se as amostras com três quilogramas de argamassa industrializada e o
teor de água adicionado foi o indicado pelo fabricante (Tabela 1).
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Mistura na argamassadeira
VELOCIDADE BAIXA Homogeneização manual
Mistura na argamassadeira
VELOCIDADE BAIXA
60s 30s 30s Figura 1 – Linha do tempo para o método de mistura das argamassas.
Os ensaios realizados com as argamassas no estado fresco tiveram como base
a norma NBR 13278/2005 (2) para a determinação do teor de ar incorporado. Além
desses ensaios, foi realizado também o ensaio squeeze flow.
Para cada ensaio foram preparadas em média três misturas. Para o squeeze
flow, foram moldados corpos de prova com 200 mm de diâmetro e 10 mm de altura,
dispostos entre duas placas planas de aço, instaladas numa prensa EMIC modelo
DL 10.000 (Figura 2) e submetidos a uma carga de compressão que poderia variar
de 0 a 2000 N, com taxa de deslocamento da placa superior de 0,01 mm/s. O
deslocamento máximo programado foi de 5 mm.
Pistão de compressão
Figura 2 - Configuração do ensaio Squeeze Flow.
Para a análise dos dados resultantes desse ensaio, utilizou-se como base o
perfil típico da carga aplicada versus deslocamento (Figura 3). A curva típica passa
por três estágios bem definidos (3).
Amostra
Base metálica
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Figura 3 – Perfil típico da carga versus deslocamento de um ensaio de squeeze flow realizado com deslocamento controlado. Estágio I: início do deslocamento com deformações unicamente elásticas. Estágio II: deformações plásticas ou fluxo viscoso. Estágio III: deslocamento decorrente do enrijecimento por deformações (3). (MIN et.al., apud CARDOSO, 2005).
É desejável que a faixa de deslocamento que corresponde ao estágio I seja a
menor possível, visto que tais deformações irreversíveis podem acarretar fissuras já
no estado fresco. O estágio intermediário, cujas deformações são maiores e
acontecem com pequenos acréscimos da carga aplicada, deve ser o fluxo
característico que reflete na boa aplicação da argamassa. Por último, no estágio III,
a força necessária para deformar o material cresce exponencialmente e é
denominado enrijecimento por deformação. Provavelmente, as operações de
aplicação e espalhamento da argamassa são dificultadas neste estágio devido às
altas tensões (4).
A metodologia adotada nesta pesquisa está resumida na Figura 4, e os teores
de água indicados pelos fabricantes e adotados para as misturas são apresentados
na Tabela 1.
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10 Argamassas industrializadas
Análise granulométrica
Squeeze flow
Peneiramento mecânico
A Laser (fração passante na peneira
#200)
Figura 4 – Ensaios realizados com as argamassas industrializadas no estado fresco.
Tabela 1 – Teores de água indicados pelos fabricantes (em gramas, para cada 3 kg de argamassa anidra).
Argamassas industrializadas
Teor de água indicado pelo fabricante (g)
A 480
B 480
C 480
D 600
E 450
F 600
G 420
H 525
I 480
J 660
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RESULTADOS E DISCUSSÕES
Comportamento reológico
Os resultados obtidos a partir do ensaio squeeze flow foram agrupados em
duas famílias de argamassas, cujos comportamentos se mostraram semelhantes. As
Figuras 5 e 6 mostram as curvas carga versus deslocamento obtidas para os dois
grupos.
Figura 5 – Curvas carga versus deslocamento obtidas no ensaio squeeze flow para as argamassas do Grupo 1 – argamassas que atingiram o estágio III.
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Figura 6 - Curvas carga x deslocamento obtidas no ensaio squeeze flow para as argamassas do Grupo 2 – argamassas que não atingiram o estágio III.
As argamassas A, D, E, F e G (Figura 5) formam o primeiro grupo, cujos
deslocamentos alcançaram o estágio de deformações por enrijecimento
(estágio III), onde o fluxo da mistura é dificultado. Dentre essas cinco
argamassas, três (A, F, G) não atingiram o deslocamento máximo imposto de 5
mm, tendo o ensaio abortado, quando a célula de carga atingiu seu limite
máximo (2000 N). As demais (D e E) deslocaram-se 5 mm normalmente, com
cargas abaixo do limite da célula. As argamassas que compõem o grupo 2
apresentaram deformações majoritariamente plásticas (B, C, H, I e J) e
atingiram a deformação máxima de 5 mm. As cargas máximas de compressão
observadas nesse grupo de argamassas foram as menores cargas entre todo o
universo amostral da pesquisa.
Buscando justificar o comportamento distinto de parte das argamassas
do grupo 1 (A, F e G), as quais não alcançaram o deslocamento máximo, foram
levantadas duas hipóteses, tendo como base a inspeção visual (prática comum
nas obras, através da qual pode-se prever de uma forma aproximada, o
desempenho da argamassa): a) a primeira supõe que a falta de pasta na
mistura provocou o embricamento das partículas sólidas logo no início do
ensaio (Figura 7 a); b) a segunda hipótese cogita a possibilidade de excessiva
fluidez da pasta e conseqüente falta de coesão entre a pasta e os agregados, o
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que também leva ao embricamento, como exemplificado na Figura 7 b. Isso
pode ser resultado da influência do teor de água que o fabricante indicou na
embalagem, o qual foi adotado, ou ao teor de bolhas de ar que foram
incorporadas durante a mistura, o que proporciona a lubrificação no contato
entre os agregados,. Sendo assim, a pasta menos viscosa propiciou uma
distância interpartículas maior e facilitou o desprendimento e escorregamento
dos agregados (4) e, conseqüentemente, a pasta, por ser bastante fluida,
deslocou-se rapidamente e os grãos se aproximaram facilmente até o
embricamento.
No que se refere à prática de obra, é possível inferir que as argamassas
do grupo 2 possivelmente apresentarão maior facilidade de aplicação e
espalhamento, por apresentarem, para uma mesma taxa de cisalhamento,
menores cargas aplicadas para o deslocamento desejado (5). Isso caracteriza
baixa energia despendida pelos pedreiros para aplicar, nivelar e fazer o
acabamento final do revestimento. Sendo assim, as argamassas desse grupo
provavelmente apresentar-se-ão mais aplicáveis que as demais, o que não
implica em dizer que o grupo 1 trata-se de argamassas não aplicáveis.
a) b)
Figura 7 – a) Embricamento dos grãos por falta de pasta da argamassa; b) Embricamento dos grãos por excesso de fluidez da pasta e falta de coesão da mistura.
Análise Granulométrica das Argamassas
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Na Figura 8 estão apresentadas as curvas granulométricas das 10
argamassas industrializadas, determinadas por peneiramento mecânico e por
granulometria a laser. O material foi inicialmente peneirado na série normal de
peneiras (até peneira #200) e a fração passante na peneira #200 foi submetida
à granulometria a laser, para dar continuidade à curva granulométrica da fração
fina das argamassas..
As curvas granulométricas que caracterizam as argamassas do grupo 1
apresentaram um grande percentual de grãos concentrado em torno de uma
dimensão nominal, ou seja, a distribuição granulométrica pode ser considerada
uniforme. Entre as amostras do grupo, a curva granulométrica da argamassa A,
é a que mais se distingue das demais, com destaque para a porcentagem de
material retido na peneira com abertura de 0,6 mm, onde cerca de 45% da
amostra de argamassa ficou retida. Portanto, mais de 60% do material teve
diâmetro superior a 0,6 mm, ou seja, em relação às demais argamassas, a
argamassa A contém maior quantidade de agregados graúdos. Esse fato pode
justificar o comportamento reológico de tal argamassa, sabendo-se que a
presença significativa de grãos graúdos pode facilitar o atrito e o embricamento
entre eles e assim o deslocamento imposto é dificultado e a carga de
compressão, necessária para o deslocamento desejado, aumenta muito, fato
pelo qual o ensaio squeeze flow foi abortado. A argamassa G, por sua vez,
apresentou um comportamento no squeeze flow semelhante ao da argamassa
A, entretanto, para a G a quantidade de água adotada, para a mistura, é a
menor (420g) e a sua distribuição granulométrica é mais discreta, sou seja, sua
população de grãos apresenta ausência ou escassez de partículas de
determinados diâmetros, isso reflete no empacotamento, na densidade da
mistura e no seu desempenho reológico em geral., como se verifica nas curvas
obtidas pelo ensaio squeeze flow.
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Figura 8 – Curvas Granulométricas das argamassas.
Para o grupo 2 pode-se verificar uma tendência de distribuição
granulométrica contrária a do grupo 1, não havendo um percentual significativo
de grãos concentrado em torno de uma dimensão nominal (argamassas B,C e
J); por isso, classificam-se tais argamassas como de distribuição
granulométrica desuniforme, com um adendo para as argamassas H e I, cujo
acumulo de grãos em torno de uma dimensão nominal é significativo e difere
da caracterização das demais argamassas do grupo 2. Então, diferentemente
das demais argamassas, era de se supor que as argamassas H e I
apresentassem embricamento entre os grãos e dificuldade no escoamento
(semelhante ao comportamento do grupo 1); porém, isso não se observou nas
curvas do ensaio squeeze flow, o que possibilita inferir que a reologia dessas
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argamassas foi satisfatória pela influência de outros fatores que não a
composição granulométrica, como, por exemplo, o teor de ar incorporado, a
morfologia dos grãos, quantidade de pasta, etc.
O gráfico da Figura 9 mostra a fração graúda e a fração fina (material
pulverulento) das argamassas.
Figura 9 – Fração graúda e fina das argamassas.
Sob o ponto de vista reológico, a fração fina (material pulverulento),
representada pelos finos da areia e pelo cimento, é responsável pela formação
da pasta e conseqüente coesão da mistura, além do preenchimento dos vazios.
Essas, por possuírem grande superfície, estão mais propensas à aglomeração.
A fração graúda, por sua vez, altera as linhas de fluxo do material dificultando o
seu escoamento (6). Cabe destacar que o teor de material pulverulento tende a
aumentar o consumo de água da mistura, sendo necessário, em alguns casos,
o emprego de aditivos dispersantes para assegurar uma fluidez desejável.
As argamassas que compõem o grupo 1 apresentaram os menores teores
de material pulverulento, cujos efeitos prejudicam o seu comportamento
reológico, por causarem uma deficiência na quantidade de pasta na mistura e
conseqüente maior facilidade de embricamento dos grãos. Esse
comportamento foi observado no ensaio squeeze flow para este grupo de
argamassas (deslocamento por enrijecimento).
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Neste estudo, as argamassas D e F apresentaram curvas granulométricas
semelhantes, e os teores de água indicados pelos fabricantes foram iguais;
porém, o teor de finos difere (4% para a D e 15% para a F). Os
comportamentos reológicos também apresentaram divergências: a argamassa
D alcançou o deslocamento de 5 mm, diferentemente da argamassa F; isso
revela que há inúmeras variáveis envolvidas na reologia das argamassas e o
ensaio squeeze flow apresenta-se sensível o suficiente para apontar tais
influências que o material possa estar sujeito. Dessa forma, supõe-se que
algum aditivo tenha sido empregado na formulação da argamassa F, com base
na observação da sua excessiva fluidez no momento do preparo da mistura.
No grupo 2 nota-se que as argamassas tiveram maiores frações de
material fino, exceto a C, o que impõe um maior consumo de água para uma
mesma fluidez. As argamassas H e J comprovam o fato, pois apresentaram os
maiores teores, tanto de material pulverulento como de água (em torno de 0,6
kg de água para 3 kg de argamassa). Porém, as argamassa B e I têm um dos
menores teores de água (0,480 kg) e os seus comportamentos reológicos
também se enquadraram no grupo 2 (onde prevalece o estágio de
deformações plásticas). Por isso, presume-se que, para a obtenção de uma
fluidez satisfatória, foi empregado um aditivo dispersante, cuja finalidade é
reduzir o consumo de água
Por fim, tem-se a argamassa C, cujo teor de finos é um dos mais baixos
no universo amostral. A tendência de comportamento reológico dentro do grupo
2 (Figura 6) não é seguida por essa argamassa, pois além de apresentar a
maior carga de compressão, sua curva carga versus deslocamento é a única
do grupo que apresenta uma leve inclinação final característica do estágio III,
onde ocorre embricamento dos grãos. Esse comportamento se deve ao baixo
teor de finos e conseqüente menor quantidade de material para compor a pasta
da mistura.
Cabe destacar a importância da influência da morfologia da areia (natural
ou artificial) e do cimento no comportamento reológico das argamassas,
variáveis essas não exploradas nesse trabalho.
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CONCLUSÕES
O panorama do comportamento reológico das dez argamassas
industrializadas revela quanto os fatores intrínsecos ao produto podem alterar o
desempenho reológico da argamassa. Sendo assim, o estudo possibilitou
verificar que alguns critérios devem ser adotados na formulação, visando
compensar ou suprir algumas deficiências que possam decorrer, por exemplo,
da utilização de uma areia mal graduada. Por isso, há possibilidade de fazer
um “balanceamento” com as variáveis envolvidas no processo de fabricação,
de forma a sempre assegurar um bom comportamento reológico.
Dentre os dois grupos de argamassas, pode-se destacar as argamassas
do grupo 2 por apresentarem as menores cargas de compressão axial para um
deslocamento pré-estabelecido do material; além disso, a distribuição
granulométrica nas amostras desse grupo foi satisfatória, por ter facilitado o
empacotamento das partículas (7) e a geração da pasta . Porém, outras
variáveis, como por exemplo, morfologia dos grãos, não foram avaliadas e, por
também alterarem as condições de empacotamento e as propriedades da
mistura, o estudo pode ser complementado futuramente.
Desta forma, o estudo possibilitou verificar que há diferenças no
comportamento reológico das argamassas abordadas na pesquisa, o que
poderá implicar em maior ou menor facilidade de aplicação na prática.
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assentamento de paredes e revestimentos de paredes e tetos – Preparo da mistura e
determinação da consistência – ABNT NBR 13276. Rio de Janeiro, 2005.
____. NBR 13268 - Argamassa para assentamento de paredes e revestimentos de paredes e
tetos – Determinação da densidade da massa e do teor de ar incorporado – ABNT NBR
13278. Rio de Janeiro, 2005.
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187 p. Tese (doutorado em Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-graduação em
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