Baixe Arg Teoria 1º-2012 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! NOTAS DE AULAS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 2 – GCI028 PROF. JOAO FERNANDO DIAS 2 1 ARGAMASSAS ................................................................................................................. 5 1.1 Conceituação .............................................................................................................. 5 1.2 Características Básicas ............................................................................................... 5 1.3 Utilização .................................................................................................................... 5 1.4 Constituição ................................................................................................................ 5 1.4.1 Aglomerantes ...................................................................................................... 5 1.4.2 Agregado ............................................................................................................ 5 1.4.3 Aditivos .............................................................................................................. 6 1.5 Classificação ............................................................................................................... 6 1.5.1 De acordo com o aglomerante ............................................................................ 6 1.5.2 Quanto ao número de elementos ativos .............................................................. 6 1.5.3 Quanto à dosagem (relação pasta / agregado) .................................................... 6 1.6 Quanto à consistência / trabalhabilidade: (relação pasta agregado) ........................... 7 1.7 Quanto à função ou emprego ...................................................................................... 7 1.8 Traço (Composição) ................................................................................................... 7 1.8.1 Outras relações ou expressões de traço. ............................................................. 8 1.8.2 Transformação de traços de argamassa .............................................................. 9 2 MATERIAIS .................................................................................................................... 10 2.1 Aglomerantes ............................................................................................................ 10 2.1.1 Cal Aérea .......................................................................................................... 10 2.1.2 Cal Hidráulica ................................................................................................... 12 2.1.3 Classificação da cal aérea ................................................................................. 12 2.1.4 Qualidade da Cal .............................................................................................. 13 2.1.5 Extinção da cal virgem ..................................................................................... 14 2.1.6 Utilização da cal. .............................................................................................. 15 2.1.7 Gesso ................................................................................................................ 16 2.2 Agregados ................................................................................................................. 19 2.2.1 Características dos agregados - considerações gerais...................................... 19 2.2.2 Granulometria ................................................................................................... 20 3 RECIPROCIDADE DOS COMPONENTES NAS ARGAMASSAS ............................. 26 3.1 Considerações gerais ................................................................................................ 26 4 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS ....................................................................... 27 4.1 Durabilidade ............................................................................................................. 27 4.2 Trabalhabilidade ....................................................................................................... 27 4.3 Retenção de água ...................................................................................................... 29 4.4 Retração na secagem ................................................................................................ 30 4.5 Aderência .................................................................................................................. 32 4.6 Resistência ................................................................................................................ 32 4.7 Resistência à compressão e módulo de elasticidade ................................................. 33 5 RECOMENDAÇÕES, COMPORTAMENTO E NORMAS TÉCNICAS ...................... 35 6 PREPARO – Recomendações Gerais ............................................................................... 37 7 DOSAGEM ...................................................................................................................... 37 7.1 Algumas definições e conceitos preliminares .......................................................... 38 7.1.1 Coeficiente de Rendimento (CR) ..................................................................... 38 7.1.2 Coeficiente de vazios dos agregados (Cfv) ....................................................... 40 7.2 Argamassa no traço denomindado base ................................................................... 41 7.2.1 Determinação do traço de uma argamassa base simples .................................. 41 7.2.2 Determinação do traço base de uma argamassa composta ............................... 41 7.3 Consumo de materiais nas argamassas ..................................................................... 42 5 1 ARGAMASSAS Os vários assuntos a serem tratados sobre o tema estão desenvolvidos na seqüência das aulas da disciplina, iniciando-se pela conceituação, classificação e utilização das argamassas. São tratadas ainda as várias formas de expressão dos traços, transformação de traços, conceitos sobre dosagem, materiais constituintes e suas características, preparo, conceitos para a escolha das argamassas e proporções mais comumente utilizadas. Será dado enfoque às argamassas rodadas em obra, também chamadas de argamassas comuns, para assentamento de unidades alvenaria (de vedação e estrutural) e revestimentos internos e externos de alvenarias. Serão abordados ainda, conceitos básicos sobre patologia das argamassas, argamassas para impermeabilização e argamassa armada. 1.1 Conceituação Argamassa = pasta + materiais inertes + (eventualmente) aditivo. Pasta = aglomerante + água. Materiais inertes: agregados enquadrados na faixa granulométrica miúda. 1.2 Características Básicas As argamassas são plásticas e adesivas e tornam-se rígidas e resistentes após certo tempo. Essas características determinam seu uso na construção civil. 1.3 Utilização São muitas as utilizações das argamassas na construção civil, dentre elas: regularização de superfícies, acabamentos, proteções, moldagem de elementos pré- fabricados, ligação (aderência) de outros elementos, reforços. 1.4 Constituição 1.4.1 Aglomerantes • cimento Portland • cimento branco • cimento para alvenaria (masonry cement) • cal aérea – “hidratada” ou “ virgem” • gesso 1.4.2 Agregado • areia de rio (areia lavada): Quartzoza ou Silicosa • areia de mina (de cava) ou areia de campo: siltosa, argilosa • pedriscos, micas, pó de pedra, pó de mármore, argilas refratárias • saibro 6 1.4.3 Aditivos A título de ilustração apresentam-se alguns tipos de produtos utilizados como aditivos de argamassas e concreto, suas características gerais e são indicados os fabricantes. • Impermeabilizantes - exemplos de produtos: Vedacit: aditivo que impermeabiliza por hidrofugação do sistema capilar e permite a respiração dos materiais; é recomendado preparar quantidade de mistura suficiente para 1 hora de trabalho (VEDACIT, s.d., p.67 ; www.vedacit.com.br). Sika 1: aditivo impermeabilizante de pega normal para argamassas, reage com o cimento durante o processo de hidratação, bloqueando a rede capilar e melhorando a impermeabilidade da argamassa; não altera o tempo de início e fim de pega do cimento; é diluído na água de amassamento (SIKA, 2004, p.39; www.sika.com.br). Rheomix 304: aditivo hidrofugante para concreto e argamassa; solução à base de componentes tensoativos repelentes à água, confere impermeabilidade por hidrofugação do sistema capilar; impede a penetração de água, melhora a trabalhabilidade; deve ser dissolvido na água de amassamento (DEGUSSA, 2003; p.44; www.masterbuilders.com.br). • Que melhoram a adesividade - exemplos de produtos: Bianco: aditivo adesivo (resina sintética) para argamassas e chapiscos; para aderência das argamassas aos mais diversos tipos de substrato, proporciona maior elasticidade, ... (VEDACIT, s.d., p.43 ; www.vedacit.com.br). Vedafix: adesivo e selador de base acrílica para argamassas, compatível com cimento e cal; aglutina as partículas do cimento e dos agregados, maior trabalhabilidade e aderência da argamassa ao substrato; para argamassas de reparo, revestimento, chapisco, regularização; adicionar à água de amassamento em argamassas de cimento (VEDACIT, s.d., p.87 ; www.vedacit.com.br). Rheomix 102: solução sintética, adesiva, destinada a permitir boa aderência do concreto ou argamassa ao substrato; indicada para reparos, ponte de aderência entre concretos, reparação de emboço, reboco e pontos críticos; deve ser misturado com a água de amassamento(DEGUSSA, 2003; p.113; www.masterbuilders.com.br). 1.5 Classificação 1.5.1 De acordo com o aglomerante Aéreas: de cal, de gesso. Hidráulicas: de cimento Portland. Mistas: mistura de cimento Portland com cal hidratada. 1.5.2 Quanto ao número de elementos ativos Simples: somente um elemento ativo. Composta: mais de um elemento ativo. 1.5.3 Quanto à dosagem (relação pasta / agregado) Pobres: denominadas também de magras, ásperas, ou (inadequadamente) “fracas”. Ricas: denominadas também de gordas, cheias, ou (inadequadamente) “fortes”. 7 1.6 Quanto à consistência / trabalhabilidade: (relação pasta agregado) Os estados de consistência das argamassas podem ser diferenciados, por exemplo, em três situações, conforme ilustração na Figura 1. Na argamassa seca, há o contato entre os grãos do agregado, tornando a argamassa áspera. Na argamassa fluída os grãos do agregado estão dispersos na pasta aglomerante. Na argamassa plástica, também denominada cheia, há um equilíbrio entre o volume de pasta e o volume de vazios do agregado. Figura 1 Ilustração dos estados de consistência da argamassa em função da relação volume de pasta × volume de vazios do agregado 1.7 Quanto à função ou emprego As argamassas podem ser classificadas de acordo com seu emprego ou função que exerce, como: Argamassa para resistir à compressão, ao desgaste, proteção, ligação, decoração. Argamassa para assentamento: de unidades de alvenarias (tijolos, blocos, pedras), em alvenarias de vedação ou estruturais. Argamassa para revestimentos de paredes e tetos: chapisco, emboço, reboco paulista, reboco, “massa” fina, “massa” grossa. Argamassa para assentamento: de cerâmicas para pisos, azulejos, soleiras. Outras: refratárias, isolantes, impermeabilizantes, injeções, “grauteamento”, restauração estrutural,.... 1.8 Traço (Composição) É a relação entre os constituintes, ou seja, é a proporção relativa entre os constituintes, exceto a água, pois nas argamassas comuns o consumo de água não vem expresso no traço. Expressão de um traço genérico: a1:a2:n (a1 é o número que representa o aglomerante 1 no traço; a2 é o número que representa o aglomerante 2 no traço; n é o número que representa o agregado no traço). O traço pode ser expresso em massa (peso), em volume, ou outras relações. Exemplificação de traços através de um traço genérico com um aglomerante: 1:n – o primeiro número corresponde ao aglomerante e geralmente é 1, ou seja, o traço começa com o número 1. 10 QUESTÃO c) Traço 1:3 de cimento Portland e areia lavada média (ALM) seca em volume, para traço em massa seca. QUESTÃO d) Traço 1: 3, de cimento Portland e areia lavada média (ALM em volume), sendo areia com 3% de umidade, transformar para traço em massa seca. QUESTÃO e) Traço 1: 4, de cimento Portland areia média seca em massa, para traço em volume úmido (areia com 3% de umidade). QUESTÃO f) Traço 1:1:6 de cimento Portland, cal hidratada e areia lavada média com 3% de umidade, em volume, transforme para traço em massa seca. Dados relacionados às questões (1) a (4): • Massa unitária do cimento Portland, na obra = 1.050 kg/m3 • Massa específica de cimento Portland = 2.950 kg/m3 • Massa unitária da cal hidratada, na obra = 734 kg/m3 • Massa específica da cal hidratada = 2.400 kg/m3 • Massa unitária da areia lavada média (ALM) = 1.400 kg/m3 • Massa específica da areia lavada média (ALM) = 2.650kg/m3 • Coeficiente de inchamento da ALM, a 4% = 1,25 2 MATERIAIS As argamassas são constituídas por aglomerante(s), agregado(s), e água. Discorre- se agora sobre o cimento Portland resumidamente, em virtude de já ter sido estudado na disciplina MCC1 (consulte o BT-106 da ABCP). Em seguida serão apresentados a cal, o gesso e os agregados. 2.1 Aglomerantes Podem ser mencionados como quimicamente ativos e quimicamente inertes. Quimicamente Ativos: Cimento Portland, Cal, Gesso, outros, são materiais que apresentam um potencial de resistência mecânica e ligação com outros elementos, oriundo de reações químicas e físico-químicas. Quimicamente Inertes: barro e saibro são materiais que apresentam certa capacidade de resistência e aglomeração (ligação) por simples secagem, sem desenvolvimento de qualquer reação química. Na realidade não são aglomerantes, apresentam coesão e por isso aglomeram partículas. 2.1.1 Cal Aérea (consulte: GUIMARÃES, José Epitácio Passos. A Cal – Fundamentos e Aplicações na Engenharia Civil. São Paulo: Pini, 1997. ISBN 85-7266-083-6. A cal é um produto natural oriundo de rochas calcárias e dolomíticas. Matéria prima: calcário (carbonato de cálcio) com baixo teor de componentes argilosos. As rochas são moídas, peneiradas e queimadas em fornos à temperatura de 900°C, transformando-se em cal “viva” também chamada de cal “virgem”, apresentando-se em pedras de tamanhos variados. 11 A cal virgem aérea para se transformar em cal aérea hidratada, necessita passar por um processo de hidratação que vulgarmente é chamado de “queima” (apesar de parecer contraditório). Após a hidratação o produto obtido pode ser obtido na forma de pasta ou pó, dependendo da quantidade de água utilizada no processo. 2.1.1.1 Ciclo da produção da cal aérea e sua aplicação Calcinação (ou cozimento): CaCO3 - - - - - - - - - -∆ - - - - - - - - - - - CaO + CO2 (pedra calcárea) (queima a 900 ºC) (óxido de cálcio) Produto do processo: CaO = óxido de cálcio ou cal virgem, em pedras de vários tamanhos. Hidratação (ou extinção, ou queima) CaO + H2O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Ca(OH)2 + calor + expansão volumétrica (Hidróxido de cálcio) Produto final do processo: é o aglomerante cal aérea hidratada, em pó ou em pasta; esta operação (hidratação) desenvolve altas temperaturas (desprendimento de calor) e apresenta significativo aumento de volume. Após o emprego da cal aérea hidratada ocorre a seguinte reação: Carbonatação (formação do carbonato inicial) Ca(OH)2 + CO2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CaCO3 + H2O Resultado da carbonatação: é o próprio carbonato de cálcio inicial, “rocha endurecida”; esta reação é lenta, formando uma estrutura laminar composta de grandes cristais que se sedimentam nos poros originados pela evaporação da água de amassamento, provocando uma retração irreversível. Esta retração se contrapõe ao fato do carbonato formado apresentar um aumento molecular da ordem de 11% em relação ao hidróxido. Ca(OH)2 + CO2 - - - - - - - - - - - - - - - CaCO3 + H2O (volume Molecular = 33,2) (dissolvido na água) (vol. Mol. = 36,9) (evaporável) Estima-se facilmente pelo exposto, que a porosidade e a permeabilidade da pasta de cal aérea, desempenham papel muito importante, pois influenciam na saída de água contida na pasta e na penetração de CO2 (ar). Como a formação da estrutura da pasta de cal, inicia-se com a mistura da cal com água (pasta ou argamassa fresca), rapidamente ocorre um aumento da compacidade o que provoca uma redução na velocidade de reação química até atingir sua paralisação. Esse aumento de compacidade dificulta cada vez mais a substituição da água (# 6,2 A) pelo CO2 (# 5,8 A) interrompendo então a reação. Portanto, a profundidade de carbonatação não é função linear do tempo e depende significativamente da 12 formação da lâmina de cristais que obstruem os poros dificultando a evaporação da água e a penetração de CO2 . 2.1.2 Cal Hidráulica Muita confusão se faz entre os vários tipos de cal, mas muito mais em função de sua terminologia do que de suas próprias características. Como o próprio nome diz é um aglomerante hidráulico obtido da calcinação de rochas calcárias que apresentam quantidade apreciável de materiais argilosos. Estes aglomerantes endurecem sob água, embora, pela quantidade de Ca(OH)2 que contém, também sofra a ação de endurecimento por carbonatação. Este produto pode ser fabricado por processo semelhante ao de fabricação de cal aérea, porém a extinção deve ser rigorosamente controlada para que provoque somente hidratação do cálcio, sem hidratar os silicatos formados. Apresenta pega muito lenta e na atualidade é representado por produtos denominados comercialmente de cimentos para alvenarias, normalmente cimento para utilização em serviços de menor exigência de resistência. Não são recomendados, portanto, para produção de concretos. Na Tabela 1 são apresentados os diferentes tipos de cal e as alterações no processo de endurecimento em virtude da evolução do índice de hidraulicidade (relação entre as proporções dos constituintes argilosos e dos constituintes da cal). Tabela 1 Meio de endurecimento x Índice de hidraulicidade Nome Meio de endurecimento CaO FeOOAlSiO 3323 ++ Tempo de Endurecimento Cal aérea (gorda e magra) ar < 0,1 > 30 d. Cal fracamente hidráulica ar e água 0,1 – 0,15 15 – 30 d. Cal medianamente hidráulica ar e água 0,15 – 0,30 10 – 15 d. Cal eminentemente hidráulica água 0,30 – 0,40 05 – 10 d. Cimento hidráulico água 0,40 – 0,50 02 – 04 d. Cimento natural de pega lenta água 0,50 – 0,65 06 – 24 h. Cimento natural de pega rápida água 0,6 – 1,20 06 h. 2.1.3 Classificação da cal aérea Conforme sua composição, a cal aérea pode ser classificada como cal cálcica ou magnesiana (dolomítica). Grosso modo a cal é denominada cálcica quando apresentar no máximo 20% de MgO (óxido de magnésio). Será denominada magnesiana quando apresentar no mínimo 20% de MgO. Portanto, a cal aérea dolomítica hidratada apresentará o hidróxido de magnésio: 15 Em se tratando de cal virgem, recomenda-se após a extinção, u repouso da pasta de cal, normalmente já se deixa a argamassa ou parte dela que leva a cal, já previamente preparada na proporção recomendada e a se manter sempre úmida. Esse procedimento facilita a hidratação das partículas “retardatárias” pela maior facilidade da água penetrar na mistura do que na pasta e por outro lado, parte do proporcionamento da argamassa fica preparado. O tempo de repouso recomendado é em torno de 15 dias, mas quando se tratar de argamassa para revestimento e/ou cal dolomítica deve-se deixar 3 semanas. No caso de se utilizar a cal hidratada em pó (produzida industrialmente) também se recomenda o repouso, que neste caso, deve ser de 24 a 36 horas. Com relação a armazenagem da cal na obra, deve-se tomar precauções ao se trabalhar com a cal virgem, designando no canteiro de obras em local apropriado para sua armazenagem e extinção, visto ser muito perigoso devido as altas temperaturas desenvolvidas durante a hidratação. 2.1.6 Utilização da cal. A cal apresenta uma multiplicidade de utilização bem extensa, participando em produtos que servem ao homem nas indústrias, nos escritórios, no lar, nos serviços públicos, na proteção ao meio ambiente, nas comunicações e na obtenção de outras matérias primas. O gráfico publicado na “Chemical Lime Facts” (1981) elaborado pelo National Lime Association dos Estados Unidos, esclarece bem as potencialidades da cal, o Quadro 1 a seguir resume as informações do gráfico. Quadro 1 Atuação da Cal de acordo com sua aplicação Aplicações da cal Atuação Físico-química Da cal Gelatinas, couro, tinta a base de caseína, papelão Solvente Branqueamento, remoção de SO2 , processo sulfito de polpa, armazenamento de frutas Absorvente Polpas de tecidos, graxas, lubrificante, composto orgânico, amônia. Hidrolizante Borracha, cimento, alimentos, cianamido, cálcica, calagem, Tintas sintéticas, carbureto de cálcio, inseticidas, vidro. Matéria-prima Argamassas, misturas asfálticas, materiais isolantes, Misturas solo-cal, produtos de sílico-cal , estuques. Aglomerante Secagem de ar, produtos de petróleo, solventes orgânicos,álcool . Desidratante Lama de sondagens, trefilação de arames. Lubrificante Alumina, fornos de aço LD, fornos de aço Martin-siemens, forno de aço elétrico, metais não ferrosos. Fluxo Soda cáustica, polpas de sulfato, lavagem alcalina dupla Causticante Açúcar, flutuação de minérios, tratamento de água e esgoto, Floculante Ácido cítrico, resíduos de recapagem de metais, resíduos radiativos, resíduos de explosivos, drenagem de águas, resíduos corantes. Neutralizantes Leituras complementares sobre a cal: Usos dos calcáreos e cal – Nota técnica n° 55, ABPC Junho / 1973. Uso do solo-cal em pavimentação – Jornal da cal ABPC, n° 25 Abril / 1982 e n° 17 Dezembro / 1982. 16 Tijolos de solo-cal. Jornal da cal, n° 23 outubro de 1981. ABNT – EB - 153 A cal nas construções civis e patologia das argamassas. Guimarães, José Epitácio Passos, São Paulo, ABPC, 1985. Anais, V reunião aberta da indústria da cal, o uso da cal na Engenharia Civil, Escola Politécnica da USP, São Paulo 1985. 2.1.7 Gesso O gesso é um aglomerante, basicamente constituído de sulfatos, hidratados ou não, de cálcio. A matéria-prima é gipsita natura, constituída de sulfato bi-hidratado de cálcio, acompanhada de certa quantidade de impurezas como: sílica, alumina, óxido de ferro, carbonatos de cálcio de cálcio e magnésio. Admite-se um total de impurezas de 6%. No estado puro o gesso apresenta: 32,5% de CaO, 45,6% de SO3 e 20,9% de H2O. é um material conhecido de longa data, mas seu desenvolvimento e deu apartir da 1ª Guerra Mundial com o aperfeiçoamento dos métodos de beneficiamento (seleção, calcinação). No Brasil a ocorrência de jazidas de gipsita se restringem aos estados de Pernambuco, Rio Grande do Norte, Ceará e Maranhão, o que dificulta uma maior disseminação no uso devido aos altos custos de transporte para locais mais distantes, tornando o material pouco competitivo nos serviços para os quais se dispõe de outras alternativas. Na construção civil, de uma maneira geral, é muito comum a sua utilização na execução de forros e ornamentos (acabamentos). 2.1.7.1 Diagrama de blocos do beneficiamento do gesso natural 17 2.1.7.2 Tipos de Variedades de produtos em função da desidratação por calcinação A Temperatura ambiente: gipsita ou sulfato de cálcio bi-hidratado (CaSO4 2 H2O). Entre 107°C e 170°C: hemi-hidratado ou semi hidratados denominados alfa e beta. O semi hidratado é obtido pelo desprendimento de 5,01 molécula de água fragilmente combinada, é o gesso de construção ou gesso comum. O tipo alfa apresenta pega rápida e o beta pega lenta. Entre 170°C e 200°C: perde mais água e apresenta pega rápida. Entre 200°C e 250°C: apresenta pequeno resíduo de água, co pega lentíssima ou nula. Entre 250°C e 400°C: gesso anidro pega aparentemente nula. Entre 400°C e 750°C: gesso anidro (CaSO4), com pega lentíssima. Entre 750°C e 800°C: anidrita granulosa, com pega lenta. Entre 850° e 1000°C: gesso e pavimento. Entre 100°C e 1400°C: gesso hidráulico com certa porcentagem de cal livre, (precipitação de CaO), pega mais rápida e maior resistência a água . Variedades: ALABASTRO – gesso de qualidade e rendimento superior, resiste bem aos ácidos. Utilizado ao natural em decorações e escultura por ser facilmente trabalhável e polido. SELENITA – usada na preparação de gesso calcinado e escultura. GESSO FLECHA – tipo utilizado na fabricação de moldes (ver fabricação de louças – processo barbonita). GESSO CÁLCICO – é o gesso de construção. GESSO ALUMÍNICO OU CIMENTO KEENE – obtido pela calcinação dupla da gipsita, à temperatura maior que 200°C, com 10% de alúmem. É recalcinado de 600°C a 700°C, e pulverizado. Apresenta resistência à compressão da ordem de 15 MPa; depois de endurecido se moído voltam as propriedades iniciais. 2.1.7.3 Propriedades Pega: é um fenômeno físico-químico de cristalização do sulfato de cálcio bi- hidratado, promovendo a formação de uma malha entrelaçadas de finos cristais de sulfato hidratado. Após a pega o gesso continua a endurecer durante semanas, sendo que a velocidade de endurecimento depende de alguns fatores: temperatura e tempo de calcinação; finura; quantidade de água de amassamento; presença de impurezas. Quanto maior a temperatura de calcinação a pega será mais lenta, porém, a resistência será maior. Quanto mais fino for o gesso, a pega será mais rápida e a resistência será maior. Quanto mais água de amassamento, maior será o tempo de pega e menos resistência (teoricamente a quantidade ótima para hidratação é de 18,6%) 20 em um maior consumo de aglomerantes para se obter trabalhabilidade mais adequada. Por outro lado essas areias podem apresentar uma variabilidade muito grande em suas características em função de sua origem petrológica e geológica, principalmente interferindo na trabalhabilidade, capacidade de aderência e resistência de argamassas com elas preparadas. As características das areias que mais interessam são a sua composição mineralógica e granulométrica. Como se sabe, pelo estudo da composição da crosta terrestre, as rochas compõem- se principalmente de silicatos, sílica e alguns óxidos. Em função da mineração ser feita em terrenos de origem aluvionar ou em solos residuais de areias podem ser compostas de exclusivamente de sílica (areia quartzosa) ou da mistura deste com siltes e argilo-minerais. A existência destes últimos interfere de maneira sensível nas propriedades das argamassas em função dos tipos de mensuração das interferências causadas nas propriedades das argamassas por um dado tipo de areia não admite generalizações, e deve ser feita para cada areia especificamente. Não se concluiu até hoje a conveniência ou não da presença de materiais argilosos na areia, as normas internacionais limitam em 5% no máximo, em massa, a presença de argila e/ou silte. Sabe-se que s areias de campo, pela presença de compostos argilosos, apresentam características de melhor plasticidade às argamassas do que as constituídas de areia lavada, o que não se sabe é qual a interferência de possíveis impurezas existentes, e como quantificar e limitar essa ocorrência. Por razões semelhantes, o saibro, outro material agregado utilizado regionalmente em argamassas deve merecer especial atenção quando da sua utilização. Nos estudos realizados no laboratório MATECO-UFU, observou-se que a utilização do saibro em substituição total à areia lavada fina, provocou um aumento no limite de resistência à compressão de 10% para argamassas de cimento Portland com traço volumétrico de 1: 3 materiais secos; por seu lado, no teste de consistência pôde-se observar melhor homogeneidade e fluidez e ainda , no manuseio de com a colher de pedreiro sentiu-se a melhor trabalhabilidade da argamassa de saibro. No entanto, ressaltam-se alguns dos efeitos negativos do uso do saibro nas argamassas que foram: fissuração da placa de argamassa de revestimento, devido à retração restringida excessiva, elevada absorção de água da argamassa endurecida, aspecto escurecido da argamassa endurecida o que, provavelmente demandará mais gasto com material de pintura para a mesma cobertura. Não obstante as considerações já feitas, parece ter mais validade medir-se as propriedades que as argamassas apresentam ao serem compostas por um dado agregado, do que procurar inferir estas propriedades a partir das características intrínsecas desse agregado. 2.2.2 Granulometria A granulometria (dimensões e distribuição) e a formação dos agregados influenciam sensivelmente nas características das argamassas. Normalmente deve-se buscar uma granulometria contínua (grãos variados ou corridas) para o aumento da compacidade e conseqüente diminuição dos vazios, 21 grãos arredondados pelo mesmo motivo e ainda, módulo de finura, entre 1,8 e 2,8 (areia média); valores muito baixos de módulo de finura provocam maior consumo de água para dada “trabalhabilidade” o que significa queda na resistência à compressão e maior retração. Volume de vazios do esqueleto formado pelas partículas do agregado: O volume de vazios “VV” de um agregado pode ser representado pela diferença entre o volume total “Va” (volume aparente medido em um recipiente) e o volume dos sólidos “VS” (também chamado de volume de cheios) desse agregado → VsVaVv −= . O volume de vazios depende da distribuição granulométrica, do formato e do arranjo dos grãos, e do estado de compactação do agregado. A distribuição granulométrica entendida como “ideal” do ponto de vista de sua continuidade, tem sido representada pela equação (1) consagrada de Fuller (1907), mencionada por Yoder e Wictzak (1975), Santana (1983), Barros (1989), Carneiro e Cincotto (1997), e Momm (1998): p = 100 ( d / D )n (1) Nesta expressão p representa a porcentagem em massa do material que passa na peneira com abertura d, e D é a dimensão máxima do agregado (ou DMA). O n é um coeficiente compreendido entre 0,33 e 0,50. A representação gráfica desta equação ficou conhecida como curva de Fuller(1907). Com relação à obtenção de mais alta densidade, Fuller e Thompson (1907) estudaram agregados para concreto concluindo que para n= 0,50 se obtém os mais altos valores, sendo confirmado posteriormente por Rothfuchs (1935) e Hogentogler (1941). A Figura 2 a seguir ilustra as curvas de Fuller para as dimensões máximas de 12,5mm, 4,8mm e 1,2mm. Ilustra ainda, as faixas granulométricas sugeridas por Selmo (1996) de areia para emboço e para revestimento camada única. "curva de Fuller x faixas" 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,1 1 10 100 Diâmetro (mm) % q u e p as sa Dmáx 12,5 mm Dmáx 4,8 mm Dmáx 1,2 mm Emboço-inf Emboço-sup Cam Única-inf Cam Única-sup Figura 2 Ilustração de curvas de distribuição granulométrica em função da DMA (Dmáx) De acordo com o conceito de Fuller, calculou-se qual é a porcentagem de material fino (considerado aqui, para efeito de ilustração, aquele que passa na peneira de 22 abertura 0,60mm) para diversas Dimensões Máximas do agregado, resultando na ilustração da Figura 3. % finos p/ densidade máx. / Dmáx.(Fuller) 25 19 12,5 9,5 4,8 2,4 1,2 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 1 10 100 Dmáx (mm) % P as s # 0, 60 m m Figura 3 Ilustração da % de finos para obtenção da máxima densidade do agregado (FULLER, 1907) Imaginando-se um sólido esférico representando os grãos do agregado (distribuição granulométrica uniforme), com diâmetro D, em um cubo com n esferas lado a lado, a representação gráfica seria como a da Figura 4, indicando que o cubo comportaria n3×esferas. Figura 4 Ilustração de um arranjo granular cúbico Sendo o volume de uma esfera = 6 3 D×π , o volume de todas as esferas dentro do cubo, nesse arranjo, resulta = n3 × ( 6 3 D×π ). O volume do cubo (o volume aparente do agrupamento dos grãos do agregado) resulta igual a n3 × D3. O volume de vazios do agregado (vazios entre os grãos) é igual ao volume do cubo menos o volume das esferas, ou seja: Vv = (n 3 × D3) – [n3 × ( 6 3 D×π )] = n3 × D3 (1- 6 π ) 25 argamassas o ø máx. das partículas deves ser limitado de 1/3 e 1/2 da menor espessura esperada para a junta. A observação de que a “trabalhabilidade” das argamassas com areia fina é pior, decorre da maior coesão, identificada pelo ângulo de atrito, apresentada neste caso em comparação com areia grossa; Na Tabela 2 verifica-se a variação do ângulo de atrito das areias conforme varia a graduação e a umidade. Tabela 2 Ângulo de atrito e massa unitária × classificação granulometrica Areia Ângulo de atrito Massa unitária Kg/m3 Grossa seca 25° - 30° 1500 – 1700 Grossa úmida 30° - 35° 1300 – 1500 Grossa na umidade crítica 25° - 30° 1500 – 1700 Fina seca 25° - 30° 1300 – 1500 Fina úmida 30° - 40° 1450 – 1600 Fina na umidade crítica 20° - 30° 1500 - 1700 Os quadros seguintes apresentam as composições granulométricas e outras recomendações para argamassas para argamassas de assentamento conforme a BS1200, ASTM C144 e ES – 5 IPT/SP. Quadro 2 Exemplo de composição granulométrica da areia para argamassa de acordo com algumas normas Peneira abertura nominal ( mm) Porcentagem que passa, em massa BS 1200 ASTM C 144 4,75 (5,0 - BS 1200) 100 100 2,36 90 a 100 95 a 100 1,18 70 a 100 70 a 100 0,60 40 a 80 40 a 75 0,30 5 a 40 10 a 35 0,15 0 a 10 2 a 15 Quadro 3 Distribuição granulométrica da areia segundo IPT Propriedades ES-5 IPT/SP. %¨de material retido acumulado nas peneiras de: 9,5 4,8 0,15 0% 5% 75% Torrões de argila 3% Materiais pulverulentos 10% Impurezas orgânicas 300 p.m. 26 3 RECIPROCIDADE DOS COMPONENTES NAS ARGAMASSAS 3.1 Considerações gerais Para obtenção de uma mistura de boa qualidade é necessário que todos os grãos dos agregados sejam completamente envolvidos pela pasta de aglomerante, como também a ela estejam perfeitamente aderidos, além disto, os vazios entre os grãos dos agregados devem ser inteiramente preenchidos pela pasta. Caso esta última condição não seja atendida, as argamassas poderão, mesmo assim, apresentar resistência à compressão elevada, também sua coesão poderá ser aceitável, entretanto, sua resistência à tração será muito frágil e, sobretudo, apresentará uma grande permeabilidade. O envolvimento dos grãos do agregado pela pasta, como também o preenchimento dos vazios existentes entre os grãos, ficam condicionados à escolha de materiais e dosagem adequada. Obtém-se um aumento da compacidade à medida que diminui a porcentagem de vazios da areia, com conseqüente menor consumo de pasta aglomerante. Em geral, areias bem graduadas apresentam volume de vazios da ordem de 33% do seu volume total aparente, variando também em função da forma das partículas e estado de umidade e compacidade. Talvez seja essa a razão principal de não se recomendar, nas dosagens, volume de agregado superior a três vezes a soma dos volumes dos aglomerantes. Com relação à aderência entre a pasta e o agregado, várias são as condições para que ela se verifique de uma maneira perfeita: • Os grãos dos agregados devem ser hidrófilos; • Os grãos deverão ser molhados pela água, seja diretamente, seja pela pasta, de maneira a permitir as relações de aderência entre eles e os grãos dos aglomerantes em fase de endurecimento; • A limpeza dos grãos é indispensável para a aderência entre eles e o aglomerante. As interposições em forma de películas, de colóides, argilas e materiais orgânicos, tornam aleatório ou ilusório o contato real dos grãos com os elementos ativos do aglomerante. Daí, concluí-se a importância da limitação da porcentagem de materiais argilosos e orgânicos; • O perfeito envolvimento dos grãos pelos filmes de pasta, dotada de viscosidade necessariamente elevada, apresentará dificuldades rapidamente crescentes com a finura dos grãos de inerte e a energia empregada para a mistura, raramente é suficiente para a dispersão regular e homogênea dos grãos mais finos na pasta; também, a distribuição dos grãos do aglomerante, nas superfícies de contato, não se fará de maneira homogênea se a quantidade de grãos muito finos for elevada; • A natureza da superfície dos grãos também influirá na aderência pasta- agregado. Na maioria dos casos, na prática, devem-se dar preferência aos agregados de grãos arredondados. Os agregados contendo partículas lamelares são prejudiciais, pois elas dificultam o adensamento, dificultam a interpenetração dos grãos nos vazios entre eles, e a rolagem entre si. 27 4 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS Em virtude da grande variedade de materiais e possibilidades de misturas, as propriedades das argamassas, como seria de se esperar, variam muito conforme os constituintes utilizados e também a proporção adotada. Podem-se resumir as propriedades essenciais para a caracterização da qualidade das argamassas nas seguintes: trabalhabilidade, aderência no estado fresco e no estado endurecido, resistência mecânica, retenção de água, resiliência e durabilidade. Ainda, quando as argamassas são designadas para finalidades específicas podem ter-se: impermeabilidade, resistência a agentes químicos, isolamento termo-acústico, invariabilidade volumétrica, resistência ao fogo, etc. Deve-se lembrar também que, parte das características das argamassas está relacionada com a fase fresca ou estado fresco (E.F.) e parte com a fase endurecida ou estado endurecido (E.E.). A seguir são tratados os aspectos de maior relevância das propriedades das argamassas. 4.1 Durabilidade No que diz respeito à durabilidade e, muitas vezes, diretamente implicada a impermeabilidade, verifica-se ser um assunto complexo, tornando-se necessário relacionar às condições de utilização ou exposição. De modo geral, pode-se estimar que a vulnerabilidade aos agentes potencialmente agressivos à argamassa pode se iniciar através da porosidade da mesma ou da fissurabilidade apresentada, facilitando, portanto, a ação dos mesmos. A durabilidade da argamassa está ligada à capacidade de manter a sua integridade frente à ação dos agentes agressivos atuantes, quais sejam suas origens e formas de atuar. Sob esse aspecto, a idéia equivocada de que argamassas de cal não são duradouras não se sustenta, bem o demonstram as pesquisas arqueológicas sobre a existência de elementos construtivos de cal intactos mesmo depois de milênios de seu emprego. Apregoa-se que a cal apresenta certo poder de regeneração, que tecnicamente é a carbonatação posterior promovida pela fixação de hidróxido de cálcio e ou de magnésio nas descontinuidades (vazios intergranulares), mecanismo este chamado de reconstituição autógena, o que reflete na melhoria da resistência à penetração de umidade, pois promove o tamponamento dos vazios. 4.2 Trabalhabilidade Uma adequada trabalhabilidade contribui para o melhor desempenho como um todo da argamassa, visto que oferece melhores condições de execução dos serviços, é a mais importante propriedade da argamassa no estado plástico, mas é difícil de ser definida e quantificada. Pode-se, na prática, quantificá-la observando: a facilidade do pedreiro em manuseá- la no momento da mistura e aplicação; neste caso podem conviver a coesão e a segregação enquanto características de tendências opostas; a coesão quando apanhada pela colher de pedreiro e lançada no tijolo se mostrando coesa, porém, 30 4.4 Retração na secagem Os materiais de construção com capacidade de absorver e perder água apresentam variações volumétricas de inchamento e retração, conforme estejam ganhando ou perdendo umidade. No entanto, no caso das argamassas que apresentam duas fases distintas (a fase fresca e a endurecida) devem-se distinguir dois tipos de retração: a retração inicial após o preparo (retração irreversível) e a retração posterior a esta, já no estado endurecido (retração reversível). A retração inicial originada após a fabricação úmida do material (como no caso das argamassas, blocos de concreto, etc) surge com a diminuição do teor de umidade. Até num determinado momento a retração que ocorre é irreversível, ou seja, se o material for reumidecido até a umidade de fabricação (ou superior a esta) não será observado qualquer movimento com tendência de retorno à dimensão original. A Figura 10 ilustra os tipos de retração em função do tempo decorrido e da perda de umidade. A partir desse momento, com a contínua secagem até o teor de umidade nulo (obtido com a secagem em estufa a 105° - 110° C até constância de massa) ocorre uma contínua retração que, no entanto, é reversível, ou seja, se o material for reumidecido ele irá expandir até a dimensão que possuía após a retração inicial. Normalmente o valor da retração inicial é superior ao da retração reversível. Figura 10 Esquema representativo do fenômeno das retrações: inicial e irreversível Deve-se ainda, ressaltar que as condições em que ocorre a retração, restringida ou livre (não restringida), alteram significativamente o comportamento das argamassas. Verifica-se que as mudanças de volume das argamassas em moldes absorventes são aproximadamente a metade daquelas apresentadas em moldes não absorventes. Quando a argamassa está sujeita às restrições que dificultam a sua livre deformação podem ocorrer microfissuras nas interfaces pasta/agregados que induzem a uma minimização da variabilidade microscópica. Neste caso são Tempo R et ra çã o UMIDADE DE FABRICAÇÃO UMIDADE LIMITE NA RETRAÇÃO REVERSÍVEL UMIDADE ~NULA R E T R A Ç Ã O T O T A L R et ra çã o In ic ia l ir re ve rs ív el R et ra çã o R ev er sí ve l 31 induzidas tensões na argamassa, que são responsáveis pela fissuração e/ou destacamento do substrato. No caso da retração irreversível, grande parcela de sua amplitude total é causada pela evaporação da água de amassamento caracterizando, então, uma retração por acomodação e diversos fatores influenciam nesse processo, tais como: granulometria da areia, quantidade de água, teor do aglomerante, condições de cura. Na Figura 11 ilustra-se faixas de variação dos movimentos reversíveis para diversos materiais de construção. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1 2 3 4 5 6 7 8 Tipos de Materiais A m p li tu d e d e va ri aç ão d o s m o vi m en to s re ve rs ív ei s d ev id o à u m id ad e (m m ) Figura 11 Faixas de variação dos movimentos reversíveis para diversos materiais LEGENDA DA FIGURA 10: 1 – tijolo cerâmico 2 – argamassa de gesso 3 – bloco cerâmico 4 – bloco sílico calcário 5 – argamassa cimento-cal 6 – concreto 7 – concreto celular 8 – placa de gesso Figura 12 Variação da massa de argamassas com a secagem ao longo do tempo (BASTOS, 2001) No caso das argamassas, a retração irreversível é maior do que a reversível; encontra-se para esses materiais uma faixa de variação de 0,03 a 0,6% para retração reversível (livre) e de 0,04 a 0,10% para a retração irreversível (livre). A retração irreversível (inicial) é conseqüência de dois fenômenos: a retração por evaporação da água de amassamento e a retração de hidratação e carbonatação do cimento e da carbonatação do hidróxido de cálcio e magnésio. Porém, a maior parcela do gradiente da retração irreversível é devida à evaporação da água de amassamento, também chamada de retração por acomodação. 4.5 Aderência Deve-se distinguir a aderência no estado fresco, cuja importância maior se volta para as argamassas de revestimento (reboco, emboço, chapisco), da aderência no estado endurecido que é uma característica importante para todos os serviços de ligação; e, ainda, a extensão da aderência, demonstrando o alcance da área aderida, requisito muito importante para o bom desempenho da alvenaria e sua durabilidade. As características principais do estado fresco que estão relacionadas com a resistência de aderência (à tração e ao cisalhamento) são: retenção de água, fluidez, teor de ar, a proporção entre os materiais constituintes e o uso de aditivos. 4.6 Resistência A resistência das argamassas é função da qualidade e proporção dos seus constituintes e cuidados no preparo e cura. Ao contrário do concreto, o controle da relação água/cimento (ou água/aglomerante) não é preponderante para as argamassas, visto que a resistência à compressão, por exemplo, assume um papel secundário em muitos casos, frente a outras características como a extensão de aderência e trabalhabilidade. A resistência da argamassa depende principalmente da relação cimento/cal nas argamassas mistas. Uma argamassa simples de cal e areia apresenta resistência a compressão de cerca, de 0,1 a 1,0 MPa e uma de cimento até 20,0 MPa, nas condições de argamassa para assentamento. Deve-se levar em conta que essas comparações de resistência abrangem resultados obtidos aos 28 dias, idade na qual se considera, para efeitos práticos, que o material atinja sua resistência máxima. 35 Figura 15 Ilustração das curvas tensão × deformação dos traços nº 2, 3, e 4, ensaiados no laboratório Legenda da figura 12: (TR = traço) TR-2→ 1:1:6 cimento : cal hidratada : areia lavada média fina, vol. úmido TR-3→ 1:2:9 cimento : cal hidratada : areia lavada média fina, vol. úmido TR-4→ 1:3 cimento : areia lavada média fina, vol. úmido 5 RECOMENDAÇÕES, COMPORTAMENTO E NORMAS TÉCNICAS Quadro 4 ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO – PROPORÇÕES MAIS COMUNS Proporções da Argamassa Tipos de Blocos Condições de Exposição Risco de Geada ou Neve E Parede de 1:1/4:3 todos Normal quer sim X sustentação quer não T Parapeito, muros 1:1/4:3 Argila Normal E abaixo da camada 1:1/2:4 quer sim R de tijolos imper 1:1:6 Blocos de concreto quer não N meáveis sílico-calcário A 1:1:6 Todos Severas quer sim S quer não Parede no solo 1:2:6 Todos Moderad. Sim e entre beirais 1:2:6 a Argila Abrigadas Não 1:2:9 1:2:9 Blocos de sílico Não calcário e concreto 1:1:6 Argila Internas 1:2:9 Blocos de concreto Sim e sílico calcário 1:2:9 a Todos Não 1:3:12 FONTE: Building Research Station Digest TR-4 TR-3 TR-2 36 Quadro 5 CORRELAÇÃO: PROPRIEDADE × %CAL PROPRIEDADE DA ARGAMASSA ESTADO AUMENTO NA PROPORÇÃO DE CAL Resistência à compressão E.E. Decresce Resistência à tração E.E. Decresce Aderência E.E. Decresce Durabilidade E.E. Decresce Impermeabilidade E.E. Decresce Res. Altas temperaturas E.E. Decresce Resistência inicial E.F. Decresce Trabalhabilidade E.F. Cresce Retenção de água E.F. Cresce Plasticidade E.F. Cresce Elasticidade E.E. Cresce Retração na secagem E.F. Decresce Custo Decresce Quadro 6 VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DA ARGAMASSA EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DA AREIA UTILIZADA PROPRIEDADES CARACTERÍSTICAS DA AREIA Quanto menor o Quanto + decresce Quanto maior o módulo de finura a granulometria teor de angulosos Trabalhabilidade Melhor Pior Pior Retenção de água Melhor Variável Melhor Elasticidade Pior Pior Pior Retração na Secagem Aumenta Aumenta Variável Porosidade Variável Aumenta Variável Aderência Pior Pior Pior Resistência Mecânica Variável Pior Variável Impermeabilidade Pior Pior Variável Quadro 7 ARGAMASSAS RECOMENDADAS NA ALEMANHA OCIDENTAL – DIN – 1053 Grupo de argamassa Cimento Portland Cal: Pasta- pó Areia Resistência à compressão mínima aos 28 dias (N/mm2) Valor individual Média I - 1 0 4 - 1 3 II 1 1,5 - 8 2 2,5 IIα 1 - 2 8 1 - 1 6 4 4,9 III 1 - - 4 7,9 9,8 NOTA: Proporções em volume: areia com umidade natural na obra: o conteúdo de cimento não pode ser diminuído quando se utilizam aditivos e plastificantes; cimento conforme DIN – 1164; cal DIN – 1060: areia DIN – 4226; ensaio de resistência a compressão DIN – 1055. 37 Quadro 8 ARGAMASSAS RECOMENDADAS NOS ESTADOS UNIDOS – ASTM C – 91 TIPO DE ARGAMASSA CIMENTO PORTLAND CAL AREIA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO MÍNIMA AOS 28 DIAS (N/mm2) M 1 1/abr 1 1/4 a 3 vezes somando volumes do cimento e cal 17,2 S 1 1/4 a 1/2 17,4 N 1 1/2 a 1/4 5,2 O 1 1/1/4 a 2/2 2,4 K 1 2.1/2 a 4 0,5 LEITURA COMPLEMENTAR: “Revestimento de paredes e tetos com argamassa, materiais, preparação, aplicação e manutenção”. NBR 7200/1982, norma de procedimento atualmente passando por revisão. 6 PREPARO – Recomendações Gerais Para o preparo das argamassas alguns cuidados, até óbvios, são necessários, para se obter um bom resultado, ou sejam: • Não preparar a mistura diretamente em piso de terra, nem em piso pavimentado; • Argamassas que contenham cimento devem ser preparadas em quantidades suficientes para serem consumidas antes do tempo de pega; • Argamassas que contenham cal aérea hidratada devem ser deixadas em “descanso” antes do uso; • Para mistura manual o ideal é preparar um estrado, ou contra-piso, ou ainda caixotes (masseiras), os quais não devem permitir o escorrimento (perda) da nata aglomerante quando da mistura da água. • Devem-se levar em consideração os impactos de vizinhança e ambientais na estocagem e produção de materiais nos canteiros de obras. 7 DOSAGEM Em vista do que se estudou até agora, percebe-se que a dosagem das argamassas não é uma tarefa tão simples, pois que depende de muitos fatores, como: a) definição do local de aplicação (em virtude das características do meio variarem em agressividade ou solicitação conforme o local: no subsolo, no primeiro pavimento, no segundo pavimento, exposto ao tempo, protegidos). b) definição do tipo de aplicação (pois cada aplicação exige mais de uma característica ou propriedade, do que de outra); ex.: b.1 – argamassas de revestimento de parede ou de teto (chapisco, emboco, reboco; para determinado tipo de pintura); 40 Por estes dados pode-se dizer que: 1 m3 de cimento se obtém 0,88 m3 de pasta, misturando-se 430 litros de água. Pergunta-se então: a – qual o volume de cimento para produzir 1 m3 de pasta? R. : Vcim = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - m 3 b – qual a massa de cimento necessária para produzir 1 m3 de pasta? R. : Mcim = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - kg c – quantos sacos de cimento são, então, necessários para produzir 1 m3 de pasta? R. : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - sacos Preencha o quadro a seguir com os valores obtidos nas aulas de laboratório. Quadro 10 valores obtidos no laboratorio Cimento Portland ( ) Cal Hidratada ( ) tipo / marca tipo / marca ρ (kg/dm3) δ ou MU (Kg)/dm3) a CR (calculado) a' 7.1.2 Coeficiente de vazios dos agregados (Cfv) É a relação entre o volume de vazios da areia (Vv) e o volume total aparente (Vap). Cfv = Vv Vap Pode-se, ainda, dizer que: índice de volume de cheios = Vch Vap Então: Cfv = 1 - MU ρ Preencha o quadro a seguir com os valores obtidos nas aulas de laboratório. Quadro 11 Valores obtidos no laboratorio AREIA SAIBRO MISTURA FINA MÉDIA GROSSA ρ (kg/m3) MU (kg)/m3) Cfv 41 7.2 Argamassa no traço denominado “base” “Denomina-se argamassa no traço base aquela que apresenta um volume de pasta (Vp) igual ao volume de vazios do agregado (Vv)”. Portanto: Vp = Vv (1) Para Vp > Vv: tem-se argamassa rica. Para Vp < Vv: argamassa pobre 7.2.1 Determinação do traço de uma argamassa base simples O traço genérico será 1:n, mas sendo traço base vale a expressão 1:nb, ou seja, 1 parte de aglomerante “a”, para nb partes de agregado “ag” em volume no estado seco: Como Vp = Vs . CR (2) Substituindo (2) em (1) tem-se: Vv = Vs . CR Mas: Vv = Cfv . VA → VA . Cfv = Vs . CR VA = CR , mas VA é a proporção da areia no traço, ou seja, nb Cfv VS Portanto: nb = nb = CR 1 Cfv 7.2.2 Determinação do traço base de uma argamassa composta O traço genérico será 1:a2:n O traço base será 1:a2b:nb Relações válidas: Vp = CR1 × VS1 + CR2 × VS2 Vv = VA × Cfv Vp = Vv Portanto: VA × Cfv = CR1 × VS1 + CR2 × VS2 (÷VS1). VA × Cfv = CR1 + CR2 × VS2 VS1 VS1 Mas no traço base VA = nb e VS2 = a2b VS1 VS1 42 Como são duas incógnitas, a2b e nb, deve-se adotar uma para determinar a outra, sendo que o mais comum é que, em função das argamassas de cal ficarem previamente preparadas, a cal assume provisoriamente o papel de a1b e, tendo-se nb, busca-se o a1b que provisoriamente será a2b; após determinado o cimento, transforma-se o traço, passando o cimento de a2b para a1b. Portanto: a2b = Cfv . nb – CR1 ou nb = CR1 + CR2 . a2b CR2 Cfv 7.3 Consumo aproximado de materiais nas argamassas No caso dos traços pobres o consumo de pasta aglomerante é menor do que o volume de vazios do esqueleto granular do agregado e pode-se dizer, então, que o volume de argamassa é igual ao volume do agregado. Nos traços ricos, o volume de pasta é superior ao volume de vazios do esqueleto granular do agregado sendo, então, o volume de argamassa superior ao volume do agregado. Tratando-se de um traço “base”, o volume de pasta é aquele necessário ao preenchimento dos vazios do agregado (Vp = Vv); pode-se dizer que o volume da argamassa é aproximadamente igual ao volume do agregado, não é exatamente igual, pois outros fatores influem na formação do volume, mas para cálculos expeditos, para efeito de estimar quantidades de materiais a adquirir para as etapas construtivas, poderá ser utilizado. Por exemplo: qual o volume de agregado na argamassa de traço 1:n, necessário para produzir 1m3 dessa argamassa? Caso o traço desta argamassa esteja enquadrado dentro do conceito de argamassa tipo base, o consumo de agregado será n = 1m3 . O volume do aglomerante neste caso será: a/n ou 1/n (em unidade de volume); a quantidade de aglomerante em massa poderá ser obtida mediante conversão com a massa unitária (MU) correspondente. EXERCÍCIO: 1 – Sendo dados: ρC = 3000 kg/m 3 ; MUC = _ _ _ _ _ _ _ _ _ kg/m 3 ; a/c = 0,45 ρCa = 2330 kg/m 3 ; MUCa = _ _ _ _ _ _ _ _ _kg/m 3 ; a/ca = 0,95 ρAM = 2600 kg/m 3 ; MUAM = _ _ _ _ _ _ _ _ _kg/m 3 ; CRC = 1,25. Pede-se: a - qual o traço base para argamassa de cimento e areia? b – idem, de cal e areia? c – qual a quantidade (proporção) de cimento que torna o traço 1:7 – cal:areia média seca, um traço base? Qual é a expressão final deste traço? D – qual o consumo de cimento e de cal em sacos por m3 das argamassas definidas em a e b ? 45 + Armaduras: Difusa: Constituída por fios de pequenos Ø, pouco espaçados distribuídos uniformemente na argamassa. Discreta: Constituída por tubos/barras de aço com função de esqueleto e de armadura suplementar difusa. “Podem ser empregadas como elementos da armadura, fibras de diversos tipos: fibras de vidro, fibras curtas metálicas e fibras orgânicas”. + EMPREGADAS: armaduras compostas por fios, telas, barras de aço. 8.3 HISTÓRICO 1848 – FRANÇA – Jean Louis Lambot – desenvolveu um material a ser usado como substituto de madeira em construções navais e arquitetônicos, e ainda para finalidades domésticas, conforme definido nas patentes requeridas em 1856. Era denominado “FERCIMENT”. LAMBOT – Construiu vasos para plantas, reservatórios de água, pequenos barcos (3,60m de comprimento, 1,20m de largura e espessura de casco entre 2,5 e 3,8cm). 1943 – PIER LUIGI NERVI – Eng. Italiano com trabalhos arquitetônicos marcantes (ferro-cimento). NERVI – Constatou a maior longabilidade do material. Construiu veleiros de 165t., com casco de argamassa armada de 35 mm de espessura, cujo peso total foi estimado 5% menor do que um equivalente de madeira e com custo 40% menor; balsa de 20t.; cobertura do estádio de esportes em Florença; hangares de Orvieto e Orbetello, armazém; cobertura do salão central do Palácio de Exposições em Turim, com vão de 95 m (1948 – 1949). BRASIL – Primeiro emprego da argamassa armada – 1960 – EESC-USP, execução de 1000 m2 de tetos planos. Correntemente a armadura difusa é constituída de: - TELA HEXAGONAL – (de galinheiro ou viveiro). Composta por arames, galvanizados ou não, com machas de abertura de 12 mm e fios com diâmetros de 1,24 mm, 1,47 mm ou 1,65mm. É de manuseio um pouco mais difícil. Tem custo por peso relativamente alto, cerca de 2 a 3 vezes o custo do aço para concreto armado. - TELA SOLDADA Composta por fios retilíneos de aço dispostos de madeira a formar malhas quadradas ou retangulares, soldados entre si nos cruzamentos. É fornecida galvanizada ou não. Aço CA-60B ou aço recozido com diâmetro de 3 mm (2,77mm) e malhas de 50 x 50 mm. É mais rígida, seu custo é cerca de duas vezes o do aço para C.A. - TELA DEPLOYÊ OU METAL EXPANDIDO 46 É usualmente empregada na execução de estuques, obtida industrialmente pelo corte de finas chapas metálicas com posterior abertura de malha em forma de losango. - TELA WATSON (NOVA ZELÂNDIA) Fio longitudinais retilíneos de alta resistência em dois planos paralelos separados por fios de aço doce e entrelaçado por fios transversais. - FAIXA DE ARAME Aproveitamento de materiais da própria obra. 8.4 DOSAGENS E TAXA DE ARMADURA Traço em massa: 1:2, Cimento Portland e areia, e x = 0,40. 700 Kg. C.P./m3 arg. Grupo de São Carlos 250 a 300 Kg. armadura/m3 arg. 1000 Kg. C.P./m3 / arg. NERVI 500 Kg. armadura/m3 arg. Espessura das peças +- 20 mm. 8.5 CARACTERISTICAS PRINCIPAIS Grande deformabilidade sem fissuração, impermeabilidade, perfeição da união com peças pré-fabricadas, peças delgadas, menor peso, menor consumo de materiais. IDÉIA FUNDAMENTAL “... o concreto pode ser submetido a grandes deformações nas proximidades da armadura”. “... a magnitude das deformações depende da distribuição e da subdivisão da armadura atrvés da massa do concreto”. - Mecânica da fratura da argamassa xá efeito da armadura na limitação da propagação de fissuras. FERROCIMENTO ARTESANAL Importância da forma, armadura difusa (distribuição), argamassa rica, cuidados. 9 PATOLOGIA DAS EDIFICAÇÕES PATOLOGIA: “Área da medicina que estuda as doenças, suas manifestações, sua natureza...” A ocorrência de problemas ou manifestações patológicas em edificações pode ter origem em uma das fases de produção e/ou utilização das mesmas, ou seja: • Fase de planejamento 47 • Fase de projeto • Fase de especificação de materiais e componentes • Fase de execução – montagem • Fase de utilização – manutenção, operação. A incidência de problemas nas edificações está relacionada com o nível do controle da qualidade realizado em cada uma das fases. Estudos já realizados listam alguns problemas mais comuns, observados em casas térreas, construídas pelo método tradicional e são: 9.1 Umidade De infiltração: por trincas, pelas esquadrias, etc. De condensação: por condensação superficial. Proveniente do solo: por ascensão, por capilaridade. Acidental: tubo de água furado, ex. caixa d’água vazando, etc. 9.2 Fissuras e trincas Por recalque: acomodação do solo, aterro, fundação, etc. De retração: fissuramento da argamassa de revestimento, de piso acimentado, etc. Por movimentação: da estrutura de concreto, do madeiramento, do telhado, da laje mista, etc. De amarração: por falta de amarração nos cantos de paredes, no encontro de lajes com paredes... Diversos: concentração de esforços (por falta de contra-verga pó ex), impacto de portas, etc. 9.3 Deslocamento de revestimento Por movimentação: da estrutura de concreto, etc. Por deficiência do material: revestimento de madeira não seca, má qualidade da pintura, etc. Por falta de aderência: tacos colados, tacos com piche sem grapas, pinturas, etc. Por ação de intempéries e agentes agressivos: água de lavagem, etc. Por expansão: empolamento da argamassa, etc. 9.4 Patologia das argamassas de revestimento Os fenômenos patológicos geram prejuízos à estética, à qualidade e durabilidade dos revestimentos. Vários são os tipos de defeitos que podem ocorrer: A – pintura parcial ou totalmente fissurada descolando da argamassa de revestimento; B – formação de manchas de umidade, com desenvolvimento de bolor; C – formação de eflorescência na superfície da tinta ou entre a tinta e o reboco; D – argamassa do revestimento descola inteiramente da alvenaria, em placas compactas ou por desagregação completa;