Departamento de Engenharia de Construção Civil
ISSN 0103-9830
BT/PCC/455
Rubiane Paz do Nascimento Antunes
Vanderley Moacyr John
São Paulo – 2007
Determinação e controle da energia de impacto
de argamassas lançadas manualmente
Diretor: Prof. Dr. Vahan Agopyan
Vice-Diretor: Prof. Dr. Ivan Gilberto Sandoval Falleiros Chefe do Departamento: Prof. Dr. Alex Kenya Abiko
Suplente do Chefe do Departamento: Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves
Conselho Editorial Prof. Dr. Alex Abiko
Prof. Dr. Francisco Ferreira Cardoso Prof. Dr. João da Rocha Lima Jr. Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves Prof. Dr. Paulo Helene
Prof. Dr. Cheng Liang Yee
Coordenador Técnico Prof. Dr. João Petreche
O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USP/ Departamento de Engenharia de Construção Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade. O presente trabalho é parte da tese de doutorado apresentada por Rubiane Paz do Nascimento Antunes, sob orientação do Prof. Dr. Vanderley Moacyr John: “Influência da Reologia e da Energia de Impacto na Resistência de Aderência de Revestimentos de Argamassa”, defendida em 10/11/2005. A íntegra da tese encontra-se à disposição com o autor e na biblioteca de Engenharia Civil da Escola Politécnica/USP.
FICHA CATALOGRÁFICA
Antunes, Rubiane Paz do Nascimento
Determinação e controle da energia de impacto de argamassa lançadas manualmente / Rubiane Paz do Nascimento Antunes, Vanderley Moacyr John. -- São Paulo : EPUSP, 2007.
14 p. – (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departa- mento de Engenharia de Construção Civil ; BT/PCC/455)
1. Argamassa 2. Revestimentos 3. Reologia 4. Resistência a tra- ção I. John, Vanderley Moacyr II. Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departamento de Engenharia de Construção Civil III. Tí-tulo IV. Série
DETERMINAÇÃO E CONTROLE DA ENERGIA DE IMPACTO DE
ARGAMASSAS LANÇADAS MANUALMENTE
1 INTRODUÇÃO
A quantidade de fenômenos patológicos em revestimentos de argamassa é elevada, sendo que a falta de aderência adequada é uma das mais freqüentes, juntamente com a ocorrência de fissuras. Estas falhas causam prejuízos a construtores, fabricantes de insumos e usuários, podendo inclusive causar acidentes com vítimas (FOLHA ON LINE, 20041)
Uma vez que as argamassas são usualmente lançadas contra a base, tanto manualmente, como mecanicamente (projeção), a energia de impacto das mesmas contra superfície é um fator determinante para o espalhamento adequado da argamassa sobre a base. A energia de impacto pode ser definida como a energia cinética com que uma porção de argamassa atinge a base após o lançamento.
Essa energia é um fator determinante para o espalhamento adequado, adesão e eliminação de defeitos na interface argamassa/base. Por esse motivo, é ponto pacífico entre usuários, fabricantes e pesquisadores que a energia de impacto tem papel fundamental na resistência de aderência dos revestimentos (JOHN, 2003; DUAILIBE et al,. 2005; PAES, 2004; LOTURCO, 2004; ANTUNES, 2005). Todavia, a energia de impacto ainda não possui método e equipamento desenvolvidos especificamente para sua determinação ou cujo uso esteja consolidado.
No presente trabalho, são apresentados os conceitos encontrados na literatura sobre o tema, para a partir deles atingir os objetivos de (a) propor um método e o aparato necessário para determinação da energia de impacto resultante do lançamento manual das argamassas e (b) propor um equipamento para controlar a energia de impacto.
2 DISSIPAÇÃO DA ENERGIA DE IMPACTO
O impacto da argamassa contra a base é um fenômeno complexo. Para a análise da formação dos defeitos na interface, o fator mais importante oriundo desse fenômeno é o balanço entre a energia de impacto na aplicação e a forma como ocorre sua dissipação. Durante a revisão bibliográfica não foram encontradas pesquisas que abordassem diretamente o tema para argamassas.
O concreto projetado, que se assemelha com a argamassa de revestimento em sua forma de aplicação, foi o material de construção sobre o qual foi encontrada bibliografia. Nessa área, destaca-se a tese de ARMELIN (1997), que aborda os aspectos envolvidos na dissipação da energia de impacto. Essa pesquisa apresenta como diretrizes os modelos de contato metal/metal da micromecânica. O interesse da pesquisa foi avaliar a reflexão dos agregados durante a projeção sobre uma determinada espessura de concreto. Assim, a base de concreto fresco apresenta deformação, enquanto a porção projetada, agregados, é elástica.
Essa é uma condição oposta à observada na primeira camada lançada de argamassa, onde a base pode ser considerada rígida e indeformável, enquanto o volume lançado é deformável.
1
FU et al. (2004) avaliaram a deformação durante o impacto e a reflexão de suspensões de grânulos de carbonato de cálcio2. Com a utilização de duas câmeras de alta velocidade, os
autores mediram a velocidade de impacto, a velocidade de restituição (reflexão) e a área de contato durante o impacto de suspensões de grânulos de várias massas. Para os experimentos com baixas velocidades (≤ 6 m/s) os grânulos foram lançados em queda livre. Para velocidades altas (> 6 m/s) os grânulos foram projetados com uma pistola de ar comprimido.
A abordagem utilizada pelos autores é mais próxima do que ocorre com a argamassa, mas devido à distribuição granulométrica das partículas utilizadas, entre 9µm e 49µm, as conclusões obtidas estão relacionadas apenas à região da matriz (finos3 + fluido). Além
disso, o fluido utilizado não foi água. Os autores utilizaram polietileno glicol com viscosidade de 135mPa.s e várias soluções de glicerol com água4 para avaliar o efeito da
variação da viscosidade do fluido ligante5
no coeficiente de restituição (reflexão).
Utilizando como base o trabalho de FU et al. (2004), podem-se tecer algumas considerações sobre o fenômeno de dissipação de energia que ocorre durante o impacto da argamassa com a base.
A energia de impacto (WI) pode ser considerada igual à energia cinética (Ec, em joules) do
volume de argamassa lançado (m, em quilograma) ao chegar à base com uma determinada velocidade de impacto (VI , m/s) (Equação 1).
2 2 I c I mV E W = = Equação 1
O coeficiente de restituição (e) define a quantidade de energia de impacto (WI) que é
convertida em energia de reflexão (WR), expressa em termos de velocidade de impacto e de
reflexão (VR) (Equação 2). 2 / 1 = = I R I R W W V V e Equação 2
A energia de reflexão (WR) é a diferença entre a energia elástica (We), acumulada durante a
deformação elástica, e a energia elástica dissipada (Wa) devido à deformação viscoplástica
e a fratura das pontes líquidas entre as partículas. Assim, o coeficiente de restituição mostra quanto da energia de impacto foi dissipada e quanto foi devolvida ao sistema em forma de energia elástica (Equação 3)
2
Densidade do carbonato de cálcio aproximadamente igual a 2730 kg/m3.
3
No presente trabalho foram considerados “finos”, as partículas com diâmetro inferior a 100µm.
4
As viscosidades variaram de 5 a 1540 mPa., sem mudanças significativas na tensão superficial (63 a 70mN/m) (FU et al., 2004).
5
FU et al. (2004) adotaram o termo “liquid binder” para designar os fluidos utilizados na pesquisa. Por isso, os mesmos foram referenciados como fluidos ligantes.
2 / 1 − = I a e W W W e Equação 3
A energia elástica (We) acumulada durante a deformação elástica é expressa em termos de
energia de deformação por unidade de volume. Ela é recuperada ao ser dissipada a energia de impacto, gerando esforços de tração do sistema. Esses esforços atuam na adesão resultante da ligação líquida entre o grânulo e a base.
Assumindo que a dissipação da energia elástica é devida à propagação estável de fissuras na interface6, o trabalho associado à dissipação, W
a, é dado por GcA, onde Gc é a energia de
fratura interfacial (por unidade de área) e A é a área de contato.
Também é importante ressaltar que durante o contato inicial, a adesão entre as superfícies e o atrito dissipam energia. Por esse motivo, o montante disponível para deformar o corpo e aumentar a taxa de contato é reduzido.
A taxa de contato7 é a razão entre o raio de contato máximo (a*) e o raio da esfera
indeformada (R). Ela está relacionada com a tensão atuante no sistema durante o fluxo, a densidade do material que sofre o impacto e a velocidade de impacto.
O coeficiente de restituição será zero, quando a energia elástica acumulada durante o impacto for menor que a energia de ruptura adesiva (Equação 3)
O intervalo de tempo em que os fenômenos se processam é muito pequeno e, de acordo com JOHNSON apud ARMELIN (1997), independe da velocidade de impacto. Sendo que o maior intervalo medido por ARMELIN (1997) foi da ordem de 0,3 ms. Enquanto em literaturas de física clássica, o valor estimado é de 10 ms (NUSSENZVEIG, 1981).
A partir dos resultados dos experimentos, FU et al. (2004) concluíram que a dissipação da energia é influenciada pelo (a) teor do líquido ligante, pela (b) viscosidade do líquido ligante, pelas (c) dimensões das partículas (que se pode inferir estar relacionado com a redução correspondente da tensão de escoamento) e, pela (d) velocidade de impacto. A conclusão mais importante do trabalho de FU et al. (2004) foi a quantificação da energia dissipada e a proposição dos mecanismos envolvidos. Os autores atestaram que, no mínimo, 97 % da energia de impacto foi dissipada. Para velocidades de impacto relativamente baixas (≤ 6 m/s), a dissipação foi causada pelo fluxo viscoso nas pontes líquidas das regiões de contato com as partículas, enquanto para velocidades altas (> 6 m/s) a deformação viscoplástica do grânulo dissipou a energia.
A inferência da validade dos conceitos apresentados para as argamassas reside no fato que, dependendo da taxa de deformação e da tensão aplicadas, esses materiais podem assumir comportamento reológico elástico, plástico ou viscoso.
Em suma, para poder quantificar a dissipação da energia é imprescindível determinar a taxa de contato, a velocidade e a energia de impacto, além de conhecer as características
6
Se esse processo for instável, essa simplificação irá superestimar o valor do trabalho. Deve-se ressaltar ainda, que a influência da formação de ligações adesivas na curva de carregamento foi ignorada. Esse fator tem especial importância para qualquer impacto granular envolvendo formação de ligações líquidas, como é o caso das argamassas.
7
O raio de contato máximo (a*) foi estimado por FU et al. (2004) a partir do resíduo circular impresso no alvo durante o impacto.
reológicas do material lançado.
2.1 Controle e determinação da energia de impacto
A influência da energia de impacto nas propriedades da argamassa é notória. Por isso, diversos estudos de avaliação da resistência de aderência de argamassas apresentam a preocupação em tentar manter essa variável sob controle. A seguir, serão expostos os conceitos e equipamentos utilizados para esse fim que foram encontrados durante a revisão bibliográfica.
O conceito de controle de energia de impacto por altura de queda livre foi empregado por CARASEK (1996). A autora fez uso de um recipiente metálico, com altura de queda igual a 15 cm, em que a argamassa era despejada em queda livre com a abertura de uma gaveta. Entretanto, a utilização desta altura, ocasionou o descarte de 13 % dos resultados obtidos, pois rompiam durante o corte.
PAES (2004) utilizou o mesmo princípio que CARASEK (1996). A diferença entre os trabalhos foi a estimativa indireta da altura de lançamento. PAES (2004) utilizou a densidade das argamassas após o lançamento, como parâmetro de comparação entre a energia empregada por um pedreiro experiente e a altura de queda do equipamento desenvolvido para o controle da energia (“caixa-de-queda”).
O estudo foi realizado para argamassas mistas com proporção em volume 1:1:6 e 1:2:9 (cimento:cal:areia). A densidade foi medida a partir de recipientes cilíndricos de PVC acoplados a dois tipos de bases: vertical, utilizada pelo pedreiro; e horizontal, com aplicação via “caixa-de-queda”. Nos dois processos, a densidade equivalente encontrada pela autora foi de 1,99 g/cm3 e 1,98 g/cm3, respectivamente para a aplicação manual e para a “caixa-de-queda”. Esse valor correspondeu a uma altura de lançamento de 50 cm.
A variação da densidade em função da altura de lançamento apresentada por PAES (2004) foi contrária ao esperado. Uma vez que houve uma redução na densidade para alturas maiores.
Embora a autora cite que o equipamento mantém a energia de impacto constante, não informa se a massa da argamassa lançada foi mantida constante. Caso contrário, a variação da densidade da argamassa, oriunda da variação do proporcionamento dos materiais e do teor de ar incorporado, irá ocasionar variação também na energia potencial. Os valores de resistência de aderência à tração encontrados foram da ordem de 0,38 MPa.
O controle da energia de impacto também foi empregado por BONIN (2002)8. Porém o
pesquisador buscou estimar de forma direta as grandezas físicas envolvidas no fenômeno. O autor estimou primeiramente a velocidade de lançamento da argamassa a partir de aplicações realizadas por pedreiros em obra. Para tanto, foi utilizada a medida da altura de lançamento e da distância percorrida pela argamassa lançada horizontalmente sobre uma lona. A velocidade horizontal inicial foi estimada supondo não existir resistência do ar ao movimento da argamassa, utilizando as equações:
8
Informação obtida por meio de comunicação eletrônica enviada por Luis Carlos Bonin (NORIE, UFRGS) 20/08/02.
g h t= 2 Equação 4 t d v0 = Equação 5 onde:
d - distância horizontal percorrida pela argamassa (m); h - altura de lançamento da argamassa (m);
t - tempo desde o lançamento até a argamassa atingir o chão (s); vo - velocidade inicial da argamassa (m/s);
g - aceleração da gravidade (m/s2).
Os valores encontrados experimentalmente para a velocidade inicial (v0) de lançamento
variaram entre 4 m/s e 8 m/s. Os dois extremos são provenientes basicamente da (a) simplificação do lançamento no vazio e das (b) diferenças de técnica empregadas pelos pedreiros, alguns pedreiros lançam menos argamassa com maior velocidade, enquanto outros lançam mais argamassa com menor velocidade.
A altura de queda livre foi calculada a partir da velocidade inicial obtida com os lançamentos (Equação 6). 2 2 0 0 t g h g v t t g v v v lab lab ⋅ = = ⋅ = = Equação 6 onde:
vlab - velocidade de impacto da argamassa no laboratório (m/s).
Como o valor médio da velocidade de lançamento medida foi de aproximadamente 5,5 m/s, o tempo de queda médio calculado foi igual a 0,55 s, que corresponde a uma altura de queda livre igual a 1,5 m. Esse valor foi dez vezes superior ao utilizado por CARASEK (1996) e três vezes superior ao utilizado por PAES (2004).
A diferença entre os valores nas alturas de lançamento obtidas por PAES (2004) e BONIN (2002) pode ser atribuída ao conceito
Assim, a utilização de grandezas físicas diretamente relacionadas com o impacto tende a representar melhor a ordem de grandeza da energia de impacto de argamassas lançadas manualmente.
2.2 Estimativa da energia de impacto durante o lançamento manual
das argamassas
A partir das discussões apresentadas itens 2 e 2.1, traçou-se para o presente trabalho as diretrizes para a estimativa da energia de impacto a ser utilizada no programa experimental.
2.2.1 Estudo exploratório
A exemplo da pesquisa realizada por ARMELIN (1997), a determinação da velocidade de impacto foi realizada filmando o evento. Foi utilizada uma filmadora digital Sony com resolução de 30 quadros/segundo e uma grade com quadrículas de 5 x 5 cm para rastrear o deslocamento da argamassa lançada por um pedreiro com mais de 20 anos de experiência. A estimativa da velocidade de lançamento foi feita pela análise quadro a quadro do filme. Escolheu-se o quadro onde o movimento de lançamento se iniciou (Figura 1), ou seja, onde a velocidade inicial é zero. Determinou-se o intervalo de tempo entre o início do movimento da colher de pedreiro e a completa adesão da argamassa à parede. O intervalo de tempo encontrado foi de 0,15 s. Utilizando o reticulado presente na Figura 1, determinou-se a distância percorrida pela argamassa e a velocidade foi calculada utilizando-se a Equação 5. O valor encontrado foi de 6 m/s, que está dentro do intervalo estimado por BONIN (2002).
Para estimar a energia de impacto, foi determinada a massa média utilizada pelo pedreiro para uma colher específica. A massa média foi obtida por meio da pesagem prévia do recipiente contendo a argamassa e da contagem do número de porções de argamassa utilizadas para esvaziar o recipiente. Este procedimento repetiu-se durante 5 dias, mantendo-se constante a colher e o pedreiro e variando-se os tipos de argamassa de revestimento. A massa média obtida utilizando-se a colher de pedreiro número 8 foi de 0,850 kg.
Figura 1 – Quadro retirado do filme do lançamento da argamassa
Utilizando-se o valor da velocidade da argamassa e admitindo-se a aceleração da gravidade, g, igual a 9,81 m/s2, calculou-se a altura de queda livre (Equação 7).
2g v2
=
h
A altura de queda livre calculada foi de 1,8 m, mesma ordem de grandeza encontrada por BONIN (2002).
Mesmo com a utilização de uma filmadora com resolução de apenas 1/30 s para registrar um evento ocorrido em um intervalo de tempo curto, da ordem de 0,15 s, os resultados preliminares obtidos foram promissores, levando à busca de soluções para aumentar a precisão dos valores de energia de impacto.
2.2.2 Determinação da energia de impacto
As matérias primas utilizadas foram as mesmas utilizadas por ANTUNES (2005). Porém, apenas a combinação 13-CI-SD, que obteve a melhor classificação na escala de qualidade percebida descrita por ANTUNES (2005), foi lançada. O teor de ar incorporado dessa combinação foi cerca de 16 %.
Os ensaios foram realizados por dois oficiais pedreiros com mais de 20 anos de experiência. Cada um executou cerca de 150 lançamentos, totalizando 300 determinações. Todos os lançamentos foram realizados no laboratório, evitando a interferência de fatores ambientais.
Método de determinação do intervalo de tempo entre o lançamento e o impacto
O intervalo de tempo entre o lançamento da argamassa e o impacto foi determinado com o auxílio de uma colher de pedreiro instrumentada com eletrodos de continuidade (Figura 2) e um alvo onde as argamassas foram lançadas (Figura 3), intrumentado com sensor de movimento.
A instrumentação da colher não pareceu ser um dificultador para o lançamento. Após alguns lançamentos, o pedreiro não se preocupava mais com o fio preso na colher.
O sensor de movimento do alvo e os eletrodos de continuidade da colher, alimentados por uma tensão de 1,5 volts, foram ligados ao osciloscópio Tektronix, modelo TDS 1012 – 100MHz/1GS/s. Este, por sua vez, foi conectado a um computador, em que foram realizadas as aquisições dos dados pelo software Tek Visa. Os valores do intervalo foram obtidos com resolução de 0,1 milisegundos.
Figura 2 – Colher de pedreiro instrumentada com eletrodos utilizada para a determinação do tempo do lançamento da argamassa.
Figura 3 – Alvo utilizado para a determinação do tempo do lançamento da argamassa.
Ao colocar argamassa na colher de pedreiro, a água de amassamento fechava o contato entre os eletrodos, registrando uma tensão no primeiro canal do osciloscópio ((A) na Figura 4). Com a saída da argamassa no lançamento, havia uma queda na tensão devido ao aumento na resistência elétrica entre os eletrodos, dando origem a uma perturbação na medida no osciloscópio ((B) na Figura 4). O instante em que ocorreu essa perturbação foi considerado como o início do intervalo de tempo (t0).
Quando o volume de argamassa atinge o alvo o sensor de movimento inicia o registro da vibração ((C) na Figura 4) finalizando, assim, o intervalo de tempo do lançamento (tf).
Figura 4 – Tela do osciloscópio durante determinação do tempo do lançamento da argamassa. Onde: A: registro da tensão no
canal 1, com argamassa na colher de pedreiro;
B: queda na tensão devido
ao início do lançamento; C: vibração no canal 2 devido a chegada da argamassa ao alvo; ∆∆∆∆t: intervalo de tempo do lançamento.
Método de determinação da distância percorrida entre o lançamento e o impacto
Simultaneamente à determinação do intervalo de tempo de lançamento, a distância percorrida pela porção de argamassa entre a saída da colher até o alvo foi medida por meio da filmagem do evento com a mesma filmadora do utilizada no estudo exploratório.
O filme foi analisado quadro a quadro, para determinar em qual deles a argamassa saiu da colher. Nesse quadro, mediu-se a distância da colher ao alvo com o auxílio de uma tela de referência, com quadrículas de 1,5 x 1,5 cm, colocada na frente do pedreiro. Para facilitar sua visualização, a tela foi pintada de vermelho. A Figura 5 apresenta uma dessas imagens.
Figura 5 – Determinação da distância do lançamento da argamassa
Resultados das medições e determinação da energia de impacto e altura de lançamento
Com os valores do intervalo de tempo e da distância determinados, calculou-se a velocidade média (Tabela 1) e a altura de queda (Equação 7). Todas as porções de argamassa lançadas foram pesadas para que pudesse ser calculada a energia de impacto (Figura 6).
Figura 6 – Medição da massa da porção lançada pelo pedreiro
A variação da tensão devido à saída da argamassa da colher foi, em alguns casos, difícil de ser detectada, prejudicando a determinação do intervalo de tempo decorrido até a argamassa atingir o alvo. De fato, isso obrigou o descarte de 2/3 dos resultados, sendo
utilizadas 92 medidas para a determinação dos valores apresentados na Tabela 1.
Tabela 1- Velocidade média, energia de impacto e altura de lançamento calculadas
Resultados Velocidade média (m/s) Energia de impacto (J) Altura de lançamento (m) Intervalo a um nível de confiança de 95% 6,0 ± 0,5 22,3 ± 3,8 1,4 ± 0,1 Desvio padrão 2,7 18,6 0,6
Devido a uma grande variabilidade entre os valores individuais de velocidade determinados, obteve-se um desvio padrão das medidas significativo. Uma das razões para essa variabilidade entre as medidas é o fator humano envolvido no processo de lançamento manual em que, diferentemente do processo mecânico, o pedreiro não faz os lançamentos com a mesma velocidade.
É importante considerar que a faixa de variação dos valores de velocidade implica também em uma variabilidade na energia de impacto e, portanto na resistência de aderência à tração da argamassa na base. Para simular as energias de impacto correspondentes à faixa de variação da velocidade, de 2,5 m/s a 15 m/s, determinada nas medidas, a altura de lançamento vertical deveria estar compreendida entre 0,6 m e 3,4 m. Como alturas superiores a 2,0 m dificultariam a operacionalização do ensaio e diante do valor médio de 1,4 m obtido no experimento, foi definido que seriam considerados dois níveis de altura de lançamento, de 1,0 m e 2,0 m para verificar o efeito da energia de impacto na resistência de aderência.
Mesmo com uma variabilidade alta entre os valores individuais de velocidade, o intervalo de confiança na média, a um nível de 95% de confiança é significativamente inferior a esta variação pois a média foi obtida com uma amostra representativa de 92 repetições.
Os valores de velocidade média (Tabela 1) estão dentro da faixa considerada baixa, tanto por ARMELIN (1997) como FU et al. (2004).
Correlacionando esses valores com os limites apresentados por FU et al. (2004), pode-se inferir que o mecanismo predominante na dissipação da energia de impacto é o fluxo viscoso nas pontes líquidas das regiões de contato com as partículas.
2.3 Equipamento para lançar argamassa com energia controlada
O lançador9
de argamassas desenvolvido neste trabalho tem o objetivo de lançar argamassas de revestimento com energia controlada, minimizando a variabilidade dos resultados de aderência pela diminuição da interferência do operador na aplicação das argamassas.
O equipamento desenvolvido faz uso da altura de queda livre, conceito exposto no item 2.1 (Figura 7). Ele é composto de um pórtico com quatro pés, que possuem regulagem de altura (Figura 7a). No topo do pórtico é acoplado o recipiente prismático móvel, cujo fundo abre-se ao meio (Figura 7b), de forma que é possível controlar a posição do lançamento da argamassa. Na base do pórtico é colocada a base (placa de substrato-padrão) com o
9
gabarito de espessura sobre a qual a argamassa será lançada.
A Figura 8 apresenta o lançador de argamassa regulado com duas alturas diferentes. Pórtico de apoio para o lançador
(a) Detalhe do lançador
(b)
Figura 7 – Lançador de Argamassa: (a) projeto do pórtico com o suporte para o dispositivo de lançamento; (b) detalhes do dispositivo de lançamento.
(a) (b)
Figura 8 – Lançador de argamassa em queda livre – (a) lançador regulado para altura máxima (2,0 m); e (b) lançador regulado para altura mínima (1,0 m)
O volume de cada lançamento corresponde ao de uma colher de pedreiro número 8, conforme discutido no item 2.2.1. Assim, simula-se o lançamento manual com porções de argamassa de volume constante, pois é a forma de controle da quantidade lançada utilizada pelos pedreiros. Isso faz com que sejam necessários vários lançamentos para o total preenchimento da base.
3 CONCLUSÕES
Dos conceitos obtidos da revisão bibliográfica, pode-se concluir que:
As argamassas são materiais que podem assumir comportamento reológico elástico, plástico ou viscoso, em função da taxa de deformação e da tensão aplicadas. Por esse motivo, é possível utilizar os modelos expostos no item 2 para sua análise.
Os mecanismos de dissipação de energia para as argamassas são, basicamente, o fluxo viscoso na interface líquida entre as partículas e a deformação plástica no corpo do grânulo.
A dissipação da energia durante o impacto com a base é, fundamentalmente, a relação entre a energia de impacto e a reologia da argamassa.
Para a quantificação da energia dissipada, é imprescindível determinar a taxa de contato, a velocidade e a energia de impacto e conhecer as características reológicas da argamassa.
Assim, para estudar o efeito da dissipação de energia de impacto na aderência, é fundamental medir a taxa de contato. Infelizmente, por limitações na infra-estrutura não
foi possível fazer essa medida diretamente. Por esse motivo, é imprescindível determinar a taxa de defeitos na interface argamassa/base, para que se possa validar a hipótese do trabalho.
Quanto aos métodos propostos para a determinação da velocidade, energia de impacto e ao lançador de argamassa, pode-se concluir que:
A utilização de oficiais pedreiros experientes durante os lançamentos permite dizer que os valores obtidos para a velocidade e a energia de impacto pertencem à população desses valores encontradas em canteiros de obra.
Correlacionando os valores de velocidade média determinados neste trabalho com os limites apresentados por FU et al. (2004), pode-se inferir que o mecanismo predominante na dissipação da energia de impacto é o fluxo viscoso nas pontes líquidas das regiões de contato entre as partículas.
O equipamento proposto para o lançamento da argamassa é simples, barato e elimina a variabilidade do aplicador na determinação da resistência de aderência à tração.
O lançador de argamassa efetua a aplicação em porções com volume constante, simulando o processo de aplicação manual.
Para avaliar a influência da energia de impacto na resistência de aderência à tração, propõe-se utilizar dois níveis de energia, sendo um o dobro do outro. Diante do valor médio de altura de lançamento de 1,4 m obtido no experimento, as alturas de 1,0 e 2,0 metros corresponderiam a essa ordem de variação na energia.
Manter a energia de impacto sob controle é relativamente simples. Porém, a determinação da dissipação da energia de impacto exige medidas diretas de uma série de grandezas físicas que devido à brevidade dos eventos requer equipamentos com altas taxas de aquisição de dados (como as filmadoras de alta-velocidade utilizadas por ARMELIN (1997) e FU et al. (2004)).
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANTUNES, R. P. N. Influência da reologia e da energia de impacto na resistência de aderência de revestimentos de argamassa. Tese Doutorado, Escola Politécnica da USP, São Paulo, 2005.
ARMELIN, H. S. Rebound and toughening mechanisms in steel fiber reinforced dry-mix shotcrete, Tese de Doutorado, The University of British Columbia, 1997.
CARASEK, H Aderência de argamassas à base de cimento Portland a substratos porosos – avaliação dos fatores intervenientes e contribuição ao estudo do mecanismo da ligação.
Tese Doutorado, Escola Politécnica da USP, São Paulo, 1996.
DUAILIBE, R. P.; CAVANI, G. R.; OLIVEIRA, M. C. B. Influência do tipo de projeção da argamassa na resistência de aderência à tração e permeabilidade à água
.
In: Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas, VI. ANAIS, Florianópolis, ANTAC, 2005. p. 508-517.FU, J.; ADAMS, M.J.; REYNOLDS, G.K.; SALMAN, A.D.; HOUNSLOW, M.J. Impact deformation and rebound of wet granules. Powder Technology, n.140, 2004, pp. 248-257. JOHN, V.M. Repensando o papel da cal hidratada nas argamassas. In: Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas, V. ANAIS, São Paulo, ANTAC, São Paulo, 2003. p. 47-62.
LOTURCO, B. Como verificar aderência de argamassas. Revista Téchne, n. 88, julho, 2004. pp 42-47.
NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica, Edgard Blücher Ltda., São Paulo, 1981. PAES, I. N. L. Avaliação do transporte de água em revestimentos de argamassa nos momentos inicias pós-aplicação. Tese de Doutorado. Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília. Brasília, 2004. 242 p.
