Métodos de ensaio existentes nas normas brasileiras

As placas cimentícias sofrem alterações dimensionais em função da variação de temperatura e umidade (AKERS, 1990, 2010). Apesar da variação de umidade apresentar uma maior variação dimensional proporcional à dimensão inicial, os ensaios recomendados pelas normas nacionais e internacionais consideram a variação da temperatura como fator gerador de tensão sobre a placa cimentícia aplicada em uma vedação. Apesar do teor de umidade não ser um valor de controle, foi constatado, neste trabalho (APÊNCICE A), que a incidência de calor provocará uma alteração da água presente no material. Por outro lado, foi verificada uma absorção da água contida no ar durante os intervalos entre o ciclo, possibilitando a

recuperação deste teor de umidade proporcionado pela higroscopia de um dos compostos da placa cimentícia.

A maior possibilidade de gerar tensões é resultante de uma variação de temperatura em um intervalo de tempo muito pequeno, de modo a gerar tensões decorrentes de gradientes de temperatura internos, ou seja, diferenças de temperaturas entre as camadas internas dos materiais que constituem os componentes. Esta variação súbita é conhecida como choque térmico. Segundo Temoche (2009), além do estado de tensões provocado pelo gradual aumento ou diminuição da temperatura, existe ainda uma situação crítica que depende da velocidade (taxa) com que ocorre a variação. Se a temperatura do ambiente a que está exposto o material cimentício variar rapidamente, será produzido um gradiente de temperatura entre a superfície do corpo e seu interior, o que pode provocar tensões de elevada magnitude.

Para a avaliação de vedações constituídas por placas cimentícias, as normas brasileiras recomendam testes de deterioração acelerada através da exposição de segmentos da vedação a choques térmicos. Estas normas são a NBR 15.498 (ABNT, 2007), Avaliação de Placas Cimentícias sem Amianto; a NBR 15.575- Parte 4 (ABNT, 2008) Norma de Desempenho – Vedações Verticais Internas e Externas, Anexo E; e a Diretriz SINAT n°3 (Ministério das Cidades, 2010) – Sistemas Construtivos Estruturados em Perfis Leves de Aço Conformados a Frio, com Fechamentos em Chapas Delgadas. A diferença entre os ensaios propostos está na dimensão do corpo de prova, no tempo de exposição, no valor da temperatura mais elevada, na existência ou não de intervalos entre o aquecimento e a aspersão e no número de ciclos.

A NBR 15.498 (ABNT, 2007) recomenda o uso de um corpo de prova de 3,5m², com o mínimo de 1,2m de largura. A temperatura mais elevada é de (60±5)°C e a mínima é equivalente à temperatura da água, a ser enquadrada em (20± 5)°C. O controle da temperatura se dá por uma medição realizada antes do início do ensaio, através de um bulbo negro, sendo a ajuste desta temperatura realizado pela aproximação ou afastamento da fonte radiante. O tempo de exposição a esta fonte radiante é de 5 horas e 45 minutos. Considera-se um intervalo de 15 minutos entre a exposição à fonte radiante e a aspersão, a qual se prolonga por mais 5 horas e 45 minutos.

A norma NBR 15.575 parte 4 Anexo E (ABNT, 2008) recomenda a utilização de um corpo de prova de (1,2 ±0,2) metros de largura com a altura de um pavimento. A temperatura mais elevada é de (80±3)°C e a mínima seria abaixo de (20±3)°C. A temperatura da superfície da placa deve ser monitorada por 5 termopares sendo 1 termopar posicionado no centro desta e 4 destes posicionados à distância de 20cm das bordas laterais e 30cm das bordas superior e inferior. Um deflectômetro com precisão de 0,5mm deve ser instalado na parte posterior do painel, de modo a identificar algum abaulamento da mesma em função da variação da temperatura. A Diretriz SINAT n°3 faz referência direta aos parâmetros de controle da NBR 15.575, mas propõe uma alteração significativa da largura do corpo de prova a ser ensaiado, modificando de (1,2±0,2)m para 2,4 metros, ou seja, o dobro.

Considerações sobre os métodos propostos pelas normas brasileiras

Pode-se perceber como diferença entre as metodologias NBR 15.498 e NBR 15.575 uma melhoria do controle de temperatura que, ao invés de ser apurada de modo indireto – através de um bulbo negro posicionado antes do início do ensaio no local onde estará o centro do painel – passa a ser realizado diretamente sobre pontos distribuídos na superfície da placa cimentícia. A oscilação da temperatura verificada em um ensaio realizado com esta nova metodologia de controle demonstrou a variabilidade de até 10°C nos diferentes pontos da placa quando submetida a uma radiação constante, ou seja, com todas as lâmpadas ligadas, Neste caso o equilíbrio foi atingido através do acionamento de setores diferenciados da fonte radiante. Isto permite supor que a aplicação de uma calibração indireta de temperatura, como recomenda a NBR 15.498, resultaria em diferenças consideráveis de temperaturas entre pontos da mesma placa.

A diferença entre a largura do corpo de prova da NBR 15.575 e a Diretriz SINAT pode ser interpretada pela necessidade de se aumentar a inércia deste painel para contrapor a reação que a junta exerceria sobre a borda desta placa. Este aumento de inércia ofereceria uma menor probabilidade de deslocamento das bordas livres deste corpo de prova. Este deslocamento, mesmo que pequeno, reduz as tensões direcionadas às juntas, podendo gerar resultados diversos dos que ocorreriam sob uma real situação de uso.

Divergência entre ensaio e situação de uso

Nota-se a existência de uma divergência entre a situação de contorno proposta pelos ensaios de choque térmico sobre vedações de placas cimentícias e a situação que estas placas estão submetidas em uma situação de uso. A resposta do material ao choque térmico também está vinculada às suas condições de contorno. Conforme Temoche (2009), se houver restrições externas à livre deformação do sólido, o estado de tensões será agravado.