LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIAÇÕES
5.2 ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE TRABALHABILIDADE COM BASE NOS RESULTADOS FORNECIDOS PELOS DIFERENTES MÉTODOS DE ENSAIO
As argamassas foram, ainda, caracterizadas visualmente ao longo do estudo, sendo descritas conforme as propriedades apresentadas na Tabela 5.1. Na avaliação, cada argamassa recebeu uma denominação correspondente à propriedade avaliada (por exemplo, com plasticidade – CP ou sem plasticidade SP). Os resultados são apresentados individualmente nas Tabelas 5.2, para cada agregado, em função da relação Aglomerante/Agregado. Essa descrição teve como principal objetivo informar como cada argamassa se apresentava durante o desenvolvimento do estudo. Para facilitar, ainda, a interpretação, foi atribuído a cada propriedade avaliada, um peso correspondente a 0 ou 25, caso atendesse ou não uma classificação de argamassa com consistência adequada, com plasticidade, sem exsudação e sem aspereza (Tabela 5.1).
Tabela 5.1- Propriedades empíricas avaliadas durante o estudo das argamassas
Consistência Plasticidade Aspereza Exsudação
Consistência seca - CS – Peso = 0 Com Plasticidade - CP – Peso = 25 Com aspereza - CA – Peso = 0 Com exsudação - CE – Peso = 0 Consistência adequada - C – Peso = 25 Consistência fluida - CF – Peso = 0 Sem Plasticidade - SP – Peso = 0 Sem aspereza - SA – Peso = 25 Sem exsudação - SE – Peso = 25
É claro que uma condição de trabalhabilidade tem um conceito bem mais amplo (dependendo de parâmetros internos e externos como já foi discutido anteriormente), não sendo suficiente caracterizar propriedades como plasticidade, consistência, exsudação e aspereza. Entretanto, é óbvio que tais propriedades exercem considerável influência na definição de uma condição de trabalhabilidade, principalmente, durante procedimentos corriqueiros de dosagem, onde uma avaliação qualitativa da argamassa é essencial.
Os valores apresentados na Tabela 5.2 correspondem apenas àqueles obtidos nos projetos experimentais (II, III, IV, V, VI) com uma consistência avaliada pelo método de penetração de cone igual a 50 mm. Esse critério foi utilizado devido ao fato de alguns projetos experimentais (no caso o projeto experimental IV e V) não apresentarem estudos com os outros valores de consistência considerados (45 e 55 mm). Os valores de relação
Aglomerante/Agregado obtidos no estudo de dosagem, considerando cada agregado, também estão disponibilizados na referida tabela.
Como premissa, foi considerado, ainda, que todas as argamassas apresentavam consistência adequada, fixada em 50 mm de penetração de cone.
Tabela 5.2- Avaliação empírica das argamassas estudas nos projetos experimentais
Série Consistência Plasticidade Aspereza Exsudação Soma dos
Pesos
AG1-5,5 CA 25 SP 0 CA 0 CE 0 25
AG1-16,5 CA 25 SP 0 CA 0 SE 25 50
AG1-27,5 CA 25 CP 25 CA 0 SE 25 75
Valor de relação Aglomerante/Agregado obtido no Estudo Piloto com o agregado AG 1 = 26,8%
AG2-5,5 CA 25 SP 0 CA 0 CE 0 25
AG2-16,5 CA 25 SP 0 CA 0 SE 25 50
AG2-27,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
Valor de relação Aglomerante/Agregado obtido no Estudo Piloto com o agregado AG 2 = 17,6%
AG3-5,5 CA 25 SP 0 CA 0 CE 0 25
AG3-16,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
AG3-27,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
Valor de relação Aglomerante/Agregado obtido no Estudo Piloto com o agregado AG 3 = 16,7%
AG4-5,5 CA 25 SP 0 CA 0 CE 0 25
AG4-16,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
AG4-27,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
Valor de relação Aglomerante/Agregado obtido no Estudo Piloto com o agregado AG 4 = 13,0%
AG5-5,5 CA 25 SP 0 SA 25 CE 0 50
AG5-16,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
AG5-27,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
Valor de relação Aglomerante/Agregado obtido no Estudo Piloto com o agregado AG 5 = 11,0%
AG4C-5,5 CA 25 SP 0 CA 0 CE 0 25
AG4C-16,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
AG4C-27,5 CA 25 CP 25 SA 25 SE 25 100
Pelos critérios adotados, percebe-se que as argamassas, com agregado AG1, não receberam, para todos os teores de aglomerante, uma avaliação com a soma total dos pesos igual a 100, sendo a aspereza apontada como principal causa, uma vez que tal propriedade está presente em todas as avaliações. Esse comportamento também foi verificado durante o estudo de dosagem, onde, segundo relatos dos avaliadores, a mesma, apesar dos elevados teores de cal utilizados, ainda se apresentava áspera. A Figura 5.12 mostra esse comportamento.
Para as argamassas produzidas com os demais agregados o comportamento identificado foi, visualmente, bem próximo da argamassa apresentada na Figura 5.13. Essa figura
retrata o aspecto da argamassa com agregado AG4, com relação Aglomerante/Agregado igual 27,5%, mesmo teor de cal utilizado na argamassa apresentada na Figura 5.12.
Figura 5.12- Aspecto da argamassa com agregado AG1 com 27,5% de relação Aglomerante/Agregado
Figura 5.13- Aspecto da argamassa com agregado AG4 com 27,5% de relação Aglomerante/Agregado
Baseado nos critérios adotados para caracterizar as argamassas, procurou-se estabelecer uma escala capaz de definir, inicialmente, uma determinada condição de trabalhabilidade (em termos das propriedades consistência, plasticidade, aspereza e exsudação). Essa escala foi definida a partir da soma dos pesos obtidos em cada argamassa, variando-se o teor de cal na composição. Em resumo, a Figura 5.14 ilustra o comportamento desses pesos em função do teor de cal.
Percebe-se que as curvas apontam comportamentos bem diferenciados dependendo do agregado utilizado na composição da argamassa, cabendo destacar:
1. argamassas onde necessitam de teores de cal bem maiores para atingir uma determinado condição de trabalhabilidade (séries com agregados AG1 e AG2); 2. argamassas que atendem a uma condição de trabalhabilidade com teores de cal
relativamente baixos (séries com agregados AG3, AG4 e AG5);
3. argamassas onde, uma vez atingida uma condição de trabalhabilidade, não se identificam grandes alterações visuais nessa condição, mesmo provocando novos aumentos no teor de cal (séries com agregados AG3, AG4 e AG5); e
4. argamassas onde o teor de finos presentes na composição do agregado é suficiente para favorecer determinadas propriedades no estado fresco, como, por exemplo, a plasticidade (séries com agregado AG5).
0 20 40 60 80 100 120 5,5 16,5 27,5 Relação Cal/Agregado (%) Índic e q u alita tivo de tra b alha bilida d e
AG1 AG2 AG3 e AG4 AG5
Figura 5.14- Comportamento da trabalhabilidade em função do teor de cal
Pode-se afirmar que, caso fosse possível medir a trabalhabilidade a partir de uma escala bem definida, tal propriedade teria um comportamento em função do teor de cal, conforme descreve a Figura 5.15, sendo:
1. um primeiro trecho (baixos teores de cal) onde a argamassa teria suas propriedades no estado fresco ainda pouco influenciadas diante de uma condição específica imposta principalmente pelas características do agregado (distribuição granulométrica, dimensão máxima, teor de finos, dentre outros);
2. um segundo trecho onde a argamassa teria suas propriedades no estado fresco sensivelmente influenciadas por qualquer alteração no teor de cal, sendo identificado uma argamassa com plasticidade, sem exsudação, sem aspereza, com adesão, etc; e
3. um terceiro trecho, além do qual tais propriedades não sofrem considerável influência com a variação do teor de cal, podendo até influenciar negativamente na trabalhabilidade da mesma, caso venha a atrapalhar durante a etapa de aplicação.
Teor de cal T rab al h ab il id ad e Trecho 1 Trecho 2 Trecho 3
Figura 5.15- Comportamento da trabalhabilidade em função do teor de cal – modelo proposto
Na discussão apresentada, pode-se considerar um certo teor de cimento, substituindo parte do volume de cal utilizado. Isso porque os resultados analisados no Projeto Experimental VI apontam que substituições de cal por cimento em até 50% do volume total de aglomerante não provocam alterações perceptíveis nas propriedades das argamassas no estado fresco. Essa condição torna-se interessante durante um procedimento usual de dosagem de argamassas mistas, onde o estudo das propriedades no estado fresco poderia ser tratado apenas considerando três materiais, no caso a cal, o agregado e a água. Na seqüência, o cimento seria introduzido na quantidade suficiente (substituindo parte do volume de cal necessário), apenas para atingir determinadas propriedades no estado endurecido como, por exemplo, resistência de aderência. Entretanto, tal afirmação não
em determinadas situações, a cal pode ser aditivada, tendo suas propriedades potencializadas.
Os teores de cal em excesso, na composição das argamassas, ainda, devem ser avaliados, uma vez que podem prejudicar as propriedades das argamassas de revestimento no estado endurecido, principalmente, causando o aparecimento de fissuras no revestimento.
A Tabela 5.3, em outra análise, compara os valores obtidos nos diferentes métodos de ensaio com a classificação qualitativa apontada anteriormente (Tabela 5.2). Os resultados individuais obtidos, em cada método de ensaio, estão classificados a partir da soma dos pesos, na Tabela 5.4 (soma dos pesos considerados 25, 50 e 100). Nessa classificação, o valor correspondente à soma dos pesos igual a 75 na série AG1 foi incorporado aos valores com soma dos pesos igual a 100. O objetivo dessa análise é identificar, por meio dos parâmetros, condições que levem a definir uma argamassa como trabalhável.
Tabela 5.3- Comparação entre os resultados obtidos nos projetos experimentais
Série Soma dos
pesos PC (mm) TE (kPa) ES (mm) Pag (%)
Coesão (kPa) Atrito ( o ) AG1-5,5 25 50 2,60 190 38 4,5 34,0 AG1-16,5 50 50 1,56 235 13 5,3 30,7 AG1-27,5 75 50 1,63 227 8 12,7 30,2 AG2-5,5 25 50 1,82 213 35 5,6 33,3 AG2-16,5 50 50 1,14 288 15 7,3 30,2 AG2-27,5 100 50 1,24 243 10 10,1 28,2 AG3-5,5 25 50 2,18 221 28 5,3 32,2 AG3-16,5 100 50 1,40 260 14 7,9 29,4 AG3-27,5 100 50 1,47 250 9 12,0 28,2 AG4-5,5 25 50 0,97 261 24 6,3 29,9 AG4-16,5 100 50 0,99 265 13 11,0 28,2 AG4-27,5 100 50 1,25 256 9 15,8 26,0 AG5-5,5 50 50 0,97 261 24 6,0 30,8 AG5-16,5 100 50 0,99 260 10 12,5 26,6 AG5-27,5 100 50 1,40 253 6 18,0 22,9 AG4C-5,5 25 50 1,10 260 29 5,4 31,9 AG4C-16,5 100 50 0,95 273 15 10,8 29,5 AG4C-27,5 100 50 1,25 268 10 16,4 25,4
PC – Valor de penetração de cone
TE - Tensão de escoamento obtido pelo método vane test em kPa ES – Valor de espalhamento obtido na mesa de consistência em mm Pag – Perda de água sob sucção em %
No caso do ensaio de penetração de cone, apesar de não ser tratado na Tabela 5.4, por questões metodológicas (já que foram assumidos os valores de 45, 50 e 55 mm como
predefinições iniciais de cada projeto experimental), os resultados obtidos no estudo permitem indicar que faixas de valores entre 45 e 55 mm são condizentes com consistências usuais de argamassas mistas trabalháveis (conforme foram apresentados na revisão bibliográfica).
Tabela 5.4- Resumo dos parâmetros medidos pelos métodos de ensaio
Soma dos pesos = 100 Soma dos pesos = 50 Soma dos pesos = 25
Propriedade
Média Mínimo Máximo Média Mínimo Máximo Média Mínimo Máximo
TE (kPa) 1,26 0,95 1,63 1,22 0,97 1,56 1,73 0,97 2,60
ES (mm) 256 227 273 261 235 288 229 190 261
Pag (%) 10 6 15 17 13 24 31 24 38
Coesão (kPa) 12,7 7,9 18,0 6,2 5,3 7,3 5,4 4,5 6,3
Atrito (o) 27,5 22,9 30,2 30,6 30,2 30,8 32,3 29,9 34,0
TE - Tensão de escoamento obtido pelo método vane test em kPa ES – Valor de espalhamento obtido na mesa de consistência em mm Pag – Perda de água sob sucção em %
Pela Tabela 5.4, percebe-se que parâmetros, como tensão de escoamento e espalhamento, apresentam uma faixa de valores, mínimos e máximos, muito ampla, considerando todos os pesos (25, 50 e 100). Isso mostra que a análise isolada desses parâmetros é insuficiente para caracterizar uma condição de trabalhabilidade. Esse comportamento pode ser justificado pelo fato de a consistência das argamassas ter sido fixada durante o desenvolvimento do estudo (penetração de cone de 50 mm), condição que pode, de certa forma, limitar a faixa de valores obtidos pelos referidos métodos durante a avaliação da consistência. Entretanto, valores de tensão de escoamento em torno de 1,25 kPa e valores de espalhamento em torno de 260 mm, aparentemente, são bem razoáveis, refletindo em faixas de valores usuais no estudo de argamassas mistas de cimento e cal. É evidente que outras condições, também importantes para a trabalhabilidade, devem ser ainda avaliadas como, por exemplo, a massa específica da argamassa, a espessura do revestimento, as características da base, o tipo de aplicação e transporte, dentre outros. Esses parâmetros, em determinados momentos, podem implicar na necessidade de redução ou no aumento da tensão de escoamento para uma determinada trabalhabilidade (conforme análise feita no item 2.3.2.6, baseada nas referências: NAVARRO (1997) e DE LARRARD (1999)). No caso do método vane test, essa abordagem pode justificar as diferenças nos valores de tensão de escoamento encontrados por ALVES (2002), avaliando argamassas com aditivos incorporadores de ar (entre 0,71 e 0,81 kPa), por SANTOS (2003), avaliando argamassas para projeção (no mínimo 0,42), e por PAES (2004), avaliando argamassas mistas de cimento e cal (entre 1,19 e 1,70 kPa).
Para o ensaio de perda de água por sucção, que tinha como objetivo principal avaliar o potencial de exsudação de cada argamassa, este se mostrou bastante sensível às mudanças nos teores de aglomerante, sendo possível classificar bem cada faixa (peso = 100 => faixa entre 6 e 15; peso = 50 => faixa entre 13 e 24; peso = 25 => faixa entre 24 e 38). Para as argamassas, que receberam a menor classificação (soma dos pesos = 25), o valor de perda de água é bem diferenciado dos valores obtidos nas argamassas com a maior classificação (soma dos pesos = 100). Valores de perda de água sob sucção, abaixo de 15%, parecem ser bem razoáveis. Deve-se destacar que uma condição de exsudação é, na maioria das vezes, resolvida indiretamente, durante uma etapa de dosagem, uma vez que, inicialmente, busca- se corrigir propriedades como, por exemplo, aspereza, coesão, plasticidade e consistência, propriedades também dependentes do teor de aglomerante na mistura.
No caso dos resultados de ensaio de cisalhamento direto, apresentados na Tabela 5.4, observa-se que as faixas de variações dos resultados de coesão e ângulo de atrito interno é relativamente ampla (considerando soma dos pesos = 100 => coesão entre 7,9 - 18,0 kPa e atrito interno entre 22,9o - 30,2o). Em algumas situações, percebe-se, claramente, que a busca por se corrigir determinadas propriedades, aumentando o teor de aglomerante, causa variações em outras, também influenciadas por tal parâmetro. No presente estudo, temos, como exemplo, a argamassa com agregado AG1 que, ao se buscar corrigir o elevado grau de aspereza (identificado no estudo de dosagem), aumentando o teor de cal na mistura, tem-se como reflexo direto o aumento da coesão e redução do ângulo de atrito interno. Estimar valores de referência para auxiliar em uma definição de trabalhabilidade, no caso da coesão e do ângulo de atrito interno, ainda é cedo devido aos poucos estudos realizados, porém valores acima de 8,0 kPa para a coesão e menores que 30o de atrito interno, parecem razoáveis para se caracterizar uma argamassa no estado fresco. Indiretamente, esses parâmetros podem influenciar qualitativamente em aspectos como aspereza e plasticidade, respectivamente. Entretanto, os parâmetros não auxiliam numa avaliação da consistência, uma vez que, durante o ensaio, a amostra de argamassa é submetida a uma condição de carregamento (confinamento) que, de certa forma, altera suas condições iniciais (sem carregamento), dificultando a avaliação de tal parâmetro. Nesse caso, é necessária, ainda, uma avaliação da argamassa em condições sem carregamento (não confinada) como determina os métodos da mesa de consistência, penetração de cone e vane test, sendo que o método vane test oferece uma maior sensibilidade às variações nas propriedades das argamassas no estado fresco.