CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FLÁVIA IZABEL BANDEIRA
UTILIZAÇÃO DA FRAÇÃO FINA DE RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO
CIVIL COMO SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO EM
ARGAMASSA DE REVESTIMENTO
Ijuí- RS 2018
UTILIZAÇÃO DA FRAÇÃO FINA DE RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO
CIVIL COMO SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO EM
ARGAMASSA DE REVESTIMENTO
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Me. Lucas Fernando Krug
Ijuí-RS 2018
FLAVIA IZABEL BANDEIRA
UTILIZAÇÃO DA FRAÇÃO FINA DE RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO
CIVIL COMO SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO EM
ARGAMASSA DE REVESTIMENTO
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.
Ijuí, 06 de agosto de 2018.
Prof. Lucas Fernando Krug Mestre pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos - Orientador
Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ
BANCA EXAMINADORA
Diorges Carlos Lopes Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria
Dedico este trabalho à minha mãe Edite e as minhas irmãs Edinara e Andréia, por acreditarem nesta conquista.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus por me dar força em todos os momentos e por não permitir que eu desistisse dos meus objetivos.
À minha família por acreditar nos meus sonhos e na minha capacidade de superar as dificuldades. Ainda, por aguentar meus choros e lamentações nas muitas semanas de provas ao longo da graduação.
Às minhas irmãs e minha mãe pela motivação, amor e paciência durante toda esta trajetória e por fazerem sempre o melhor por mim.
À minha sobrinha Jamili que sempre despertou em mim a vontade em ser sua referência, provando que vale a pena lutar por nossos sonhos.
Aos amigos pela parceria, auxílios e momentos de descontração, vocês tornaram essa caminhada mais leve e prazerosa.
Ao meu orientador Lucas F. Krug pela oportunidade de desenvolver este estudo, propondo novos desafios constantemente e acreditando no meu potencial em realiza-los. Bem como pelas inúmeras dúvidas sanadas, não importando dia e horário, e claro pela enorme paciência em ouvir minhas sugestões. Obrigado por me fazer buscar o melhor sempre!
À minha amiga e parceira de laboratório Rita por aceitar e contribuir para a realização desta pesquisa. Pelas manhãs e também tardes dedicadas ao trabalho durante quase cinco meses do meu lado e por ser uma pessoa maravilhosa para quem desejo o melhor desse mundo. Enfim, você tornou o trabalho mais prazeroso e descontraído, serei sempre grata!
Aos funcionários do LEC Luiz e Stéfano pela paciência e ajuda durante todos os processos experimentais.
Às empresas Funicalha Fábrica de calhas Ijuí Ltda e 2K2 Engenharia e Arquitetura pelos equipamentos fornecidos para a realização deste estudo. Assim como à ABCP pelo fornecimento de material de pesquisa.
Enfim, por todos que de alguma forma contribuíram nesta caminhada.
“Quem conhece os outros é inteligente. Quem conhece a si mesmo é iluminado. Quem vence os outros é forte. Quem vence a si mesmo é invencível.”
RESUMO
BANDEIRA, Flávia Izabel. Utilização da fração fina de resíduo da construção civil como
substituição parcial do cimento em argamassa de revestimento. 2018. Trabalho de Conclusão
de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.
O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, aglomerantes ou ligantes que quando misturado com a água endurece. Quando utilizado em argamassas desempenha funções mecânicas, além de contribuir para a retenção de água na mistura e para a plasticidade. Apesar de seus benefícios é gerado em seu processo de fabricação grande parcela de dióxido de carbono, um dos principais causadores do efeito estufa, além de outros óxidos prejudiciais como o de nitrogênio, óxidos de enxofre e demais partículas. Atribui-se a ele também a problemática da exploração demasiada de recursos naturais ocasionando a crescente extinção e escassez de fontes e jazidas e alterações no meio físico e biológico. Devido a esses fatores buscou-se nesse trabalho uma alternativa de substituição desse aglomerante, optando-se pela reutilização dos resíduos de construção civil. Reciclar os resíduos pode apresentar diversas vantagens, entre elas a preservação dos recursos naturais, a redução do volume de aterros e incineração e diminuição da poluição e do consumo de energia necessário na produção de um determinado bem. Com base nesta problemática, foi então produzida argamassa de revestimento composta essencialmente por cimento, cal, areia e água nos traços 1:1:4 e 1:1:6 com substituição parcial do Cimento Portland por fração fina de resíduo de construção nas porcentagens de 5%, 10% e 15%., buscando-se determinar o seu desempenho mecânico e durabilidade. No estado endurecido verificou-se a resistência à compressão, resistência à tração na flexão, absorção por capilaridade, retração e carbonatação através de corpos de prova moldados e ensaiados aos 7, 28 e 56 dias. Ainda nesse estado analisou-se a resistência aderência da argamassa frente ao ensaio de arrancamento. Após conhecidos os resultados de todo o estudo foi possível perceber que a substituição parcial do cimento por resíduo de construção civil em argamassas de revestimentos na proporção de 10% de RCC foi a que apresentou os melhores resultados para o traço 1:1:4. Já para o traço 1:1:6 os melhores resultados foram com a substituição na proporção de 5%.
ABSTRACT
BANDEIRA, Flávia Izabel. Utilização da fração fina de resíduo da construção civil como
substituição parcial do cimento em argamassa de revestimento. 2018. Trabalho de Conclusão
de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.
Cement is a fine powder with binder properties, binders or binders that when mixed with water hardens. When used in mortars it performs mechanical functions, besides contributing to the retention of water in the mixture and to the plasticity. Despite its benefits, a large share of carbon dioxide, a major cause of the greenhouse effect, and other harmful oxides such as nitrogen, sulfur oxides and other particles are generated in its manufacturing process. It is also attributed to the problem of the exploitation of too much natural resources, causing the increasing extinction and scarcity of sources and deposits and changes in the physical and biological environment. Due to these factors, this work sought an alternative to substitute this binder, opting for the reuse of construction waste. Recycling of waste can have a number of advantages, including preservation of natural resources, reduction of landfill volume and incineration, and reduction of pollution and energy consumption needed to produce a given good. Based on this problem, a coating mortar composed mainly of cement, lime, sand and water was produced in 1: 1: 4 and 1: 1: 6 traces with partial replacement of Portland cement by fine fraction of construction residue in the percentages of 5%, 10% and 15%., Aiming to determine its mechanical performance and durability. In the hardened state, compressive strength, tensile strength in bending, capillary absorption, shrinkage and carbonation through molded test specimens were tested at 7, 28 and 56 days. Also in this state the resistance of the mortar to the pull-out test was analyzed. After knowing the results of the whole study it was possible to notice that the partial replacement of the cement by civil construction residue in coatings mortars in the proportion of 10% of RCC was the one that presented the best results for the trace 1:1:4. For the trace 1:1:6 the best results were with the substitution in the proportion of 5%.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Influência da quantidade de cimento na argamassa ... 22
Figura 2: Propriedades do revestimento em alvenaria... 27
Figura 3: Variação da retenção em função da composição da argamassa ... 33
Figura 4: Resistência à flexão em argamassas aos 7, 28, 90 e 180 dias ... 42
Figura 5: Resistência à compressão aos 7, 28, 90 e 180 dias ... 42
Figura 6: Resistência a tração na flexão das argamassas aos 28 dias em função do teor de RCMC. ... 43
Figura 7: Absorção de água por imersão ... 44
Figura 8: Delineamento da pesquisa ... 47
Figura 9: Materiais para ensaio da massa específica ... 48
Figura 10: Materiais para ensaio da massa específica ... 49
Figura 11: Grãos de areia vistos através do microscópio ... 51
Figura 12: Resistências médias do ensaio de pozolanicidade aos 28 dias ... 53
Figura 13: Peneiramento do RCC ... 57
Figura 14: Equipamentos para ensaio de consistência ... 57
Figura 15: Rasamento da argamassa no molde troncônico ... 58
Figura 16: Leitura das distâncias diagonais ... 59
Figura 17: Argamassadeira mecânica ... 60
Figura 18: Corpos de prova prismáticos recém-moldados ... 61
Figura 19: Corpos de prova em processo de cura ... 61
Figura 20: Rompimento dos corpos de prova na prensa hidráulica ... 62
Figura 21: Ensaio de compressão na prensa hidráulica ... 63
Figura 22: Ensaio de absorção de água por capilaridade ... 64
Figura 23: Medida da retração longitudinal nos corpos de prova ... 65
Figura 24: Medida de profundidade de carbonatação no AutoCAD ... 66
Figura 25: Placa de substrato padrão ABCP ... 67
Figura 26: Posicionamento do gabarito nas placas de substrato padrão... 68
Figura 27: Aplicação da argamassa nas placas de substrato padrão... 68
Figura 28: Remoção do gabarito metálico ... 69
Figura 30: Colagem das pastilhas e ensaio de arrancamento ... 70
Figura 31: Tabela para apresentação dos resultados do ensaio de arrancamento ... 70
Figura 32: Rompimento do corpo de prova na interface da placa de argamassa ... 86
Figura 33: Gráficos resultados 1:1:4 ... 89
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Aspectos a serem considerados na definição do traço da argamassa ... 21
Tabela 2: Influência das características da areia nas propriedades da argamassa ... 24
Tabela 3: Compostos do cimento ... 25
Tabela 4: Classificação das pozolanas... 29
Tabela 5: Classificação dos resíduos da construção civil ... 40
Tabela 6: Trabalhabilidade média das argamassas ... 41
Tabela 7: Classificação quanto ao procedimento técnico ... 45
Tabela 8: Massa específica e massa unitária solta da cal hidratada ... 49
Tabela 9: Ensaios de caracterização granulométrica da areia ... 50
Tabela 10: Classificação da areia quanto ao módulo de finura ... 50
Tabela 11: Massa unitária e massa específica ... 51
Tabela 12: Ensaios de massa específica absoluta e massa unitária solta ... 52
Tabela 13: Ensaios realizados e suas normas regulamentadoras ... 54
Tabela 14: Número de corpos de prova para cada traço aos 7, 28 e 56 dias ... 55
Tabela 15: Nomenclatura utilizada na pesquisa ... 55
Tabela 16: Caracterização dos materiais ... 56
Tabela 17: Limites de resistência de aderência à tração ... 71
Tabela 18: Quantidade de material em massa ... 72
Tabela 19: Quantidade de materiais e espalhamento da argamassa ... 73
Tabela 20: Relação a/ms do traço 1:1:4... 73
Tabela 21: Quantidade de materiais e espalhamento da argamassa ... 74
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Resistência à tração na flexão 1:1:4 ... 75
Gráfico 2: Resistência à tração na flexão 1:1:6 ... 76
Gráfico 3: Resistência à compressão 1:1:4 ... 77
Gráfico 4: Resistência à compressão 1:1:6 ... 78
Gráfico 5: Absorção de água por capilaridade 1:1:4 ... 79
Gráfico 6: Absorção de água por capilaridade 1:1:6 ... 80
Gráfico 7: Retração longitudinal 1:1:4 ... 81
Gráfico 8: Retração longitudinal 1:1:6 ... 82
Gráfico 9: Profundidade de carbonatação ... 83
Gráfico 10: Profundidade de carbonatação 1:1:6 ... 84
Gráfico 11: Resistência potencial de aderência à tração 1:1:4 ... 85
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Reação pozolânica ... 28
Equação 2: Índice de desempenho do cimento Portland ... 53
Equação 3: Resistência à tração na flexão ... 62
Equação 4: Resistência á compressão ... 63
Equação 5: Absorção de água por capilaridade ... 64
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS
ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Ca(OH)2 Hidróxido de cálcio
cm Centímetro
cm³ Centímetro cúbico CO₂ Dióxido de carbono
CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente CP Corpo de prova
CP II F-32 Cimento Portland composto com flíler C-S-H Silicato de cálcio hidratado
dm³ Decímetro cúbico
g Grama
h Hora
IAP Índice de atividade pozolânica kg Quilograma
L Litros
LEC Laboratório de Engenharia Civil m³ Metro cúbico
min Minuto
mm Milímetro
MPa Mega Pascal
RCC Resíduos da Construção Civil REF Traço de referência
s Segundo
UNIJUÍ Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul ºC Grau Celsius
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 17 1.1 Contexto ... 18 1.2 Problema ... 18 1.2.1 Questão da pesquisa ... 19 1.2.2 Objetivos da pesquisa ... 19 2. EMBASAMENTO TEÓRICO ... 20
2.1 Argamassa de cimento Portland ... 20
2.1.1 Materiais constituintes... 20
2.1.2 Hidratação da pasta de cimento ... 25
2.1.3 Funções dos revestimentos argamassados... 26
2.2 Adições minerais ... 28
2.2.1 Pozolanas ... 28
2.2.2 Materiais cimentantes ... 29
2.2.3 Filler ... 30
2.3 Influência das adiçoes minerais e da finura dos constituintes nas propriedades das argamassas de revestimento ... 30
2.3.1 No estado fresco ... 31
2.3.2 Estado endurecido ... 34
2.4 Resíduos de construção e demolição (RCD) ... 38
2.4.1 Argamassas de revestimento produzidas com resíduos da construção e demolição...41
3. METODOLOGIA ... 45
3.1.1 Pesquisa bibliográfica ... 46 3.1.2 Pesquisa experimental ... 46 3.2 Delineamento da pesquisa ... 46 3.3 Materiais ... 47 3.3.1 Cimento ... 47 3.3.2 Cal hidratada ... 49 3.3.3 Areia ... 50 3.3.4 Água ... 51
3.3.5 Resíduo de Construção Civil (RCC) ... 52
3.4 Procedimentos experimentais... 54
3.4.1 Definição dos traços e dosagem ... 55
3.4.2 Preparação do RCC ... 56
3.4.3 Determinação da consistência ... 57
3.4.4 Moldagem e cura ... 59
3.4.5 Resistência à tração na flexão ... 62
3.4.6 Resistência à compressão simples ... 63
3.4.7 Absorção de água por capilaridade ... 64
3.4.8 Retração ... 65
3.4.9 Carbonatação ... 66
3.4.10 Aderência... 67
4. RESULTADOS ... 72
4.1 Dosagem dos materiais... 72
4.2 Determinação da consistência ... 72
4.3 Resistencia à tração na flexão ... 74
4.5 Absorção de água por capilaridade ... 78
4.6 Retração ... 80
4.7 Carbonatação ... 82
4.8 Aderência ... 84
4.9 Análise geral dos resultados ... 88
5. CONCLUSÃO ... 91
1. INTRODUÇÃO
O volume de resíduos sólidos gerados pela construção civil tem aumentado significativamente nos últimos anos, desencadeando problemas ambientais, sociais e econômicos. Com o intuito de amenizar essas consequências e reaproveitar os materiais oriundos das perdas da construção é que se desenvolveu neste trabalho o estudo da substituição parcial do cimento Portland, principal constituinte de argamassas de revestimento por resíduo de construção civil.
De acordo com Mália (2010) o material denominado Resíduo de Construção e Demolição (RCD) apresenta uma composição diversificada e também elementos de diferentes formas e tamanhos. Essa variação é decorrente entre outros fatores do tipo, fase e localização da edificação e também dos materiais, equipamentos e métodos utilizados na construção. Grande parte do entulho gerado está vinculado ao alto índice de perdas do processo construtivo, seja pelo transporte do material, no processamento em si ou no estoque e elaboração de produtos defeituosos (KARPINSKI et al, 2009).
Para Cabral e Moreira (2011) o crescente acúmulo de RCD é capaz de modificar as paisagens dos locais de deposição, comprometer o tráfego de pedestres e veículos, resultar em assoreamento dos rios e lagos, além de propiciar o entupimento da drenagem urbana.
Conforme SEBRAE (2006) o processo construtivo é responsável ainda pelo consumo demasiado de recursos naturais do planeta, cerca de 20 a 50%. Somente na produção de concretos e argamassas são consumidos anualmente por volta de 210 milhões de toneladas de agregados, sem ainda considerar o volume destinado à pavimentação e as perdas.
Roth e Garcia (2009) enfatizam também que no local de extração das matérias primas para produção dos materiais empregados na construção civil ocorre potencial degradação, sendo que o volume desta área tem relação direta com o tipo e quantidade de minerais retirados e dos rejeitos produzidos. Como consequências desfavoráveis dessas retiradas destacam-se a crescente extinção e escassez de fontes e jazidas, alterações no meio físico e biológico, aumento da emissão de gases, aceleração do processo erosivo, entre outras.
É partir do conhecimento da problemática que o setor da construção civil enfrenta frente à exploração de matérias primas, produção de materiais e excesso de resíduos que se torna importante voltar-se a atividades em prol do desenvolvimento sustentável. Nos últimos anos pesquisas vêm sendo desenvolvidas a fim de se intensificar a reutilização dos materiais e
componentes construtivos e consequentemente minimizar o consumo de recursos não renováveis (JOHN, 2001)
1.1 CONTEXTO
O cimento é o aglomerante mais utilizado na construção civil, apresenta coloração acinzentada e se constitui de silicatos e aluminatos de cálcio, com várias propriedades e características, as mais importantes são o fato de ser moldável quando misturado com água e capaz de gerar uma elevada resistência mecânica ao longo do tempo (JUNIOR et al, 2015). Uma de sua utilização é em argamassas de revestimento, juntamente com o agregado miúdo, cal, areia e água.
Segundo Santos (2008) o consumo de argamassa nas obras brasileiras chega a cerca de 0,145m³ por m² de construção, sendo 0,030m³ para alvenaria, 0040m³ para contrapiso e 0,075 entre revestimento interno e externo. O autor ressalta também que o consumo de cimento por m² é de aproximadamente 26,05 kg/m², onde 11,73kg são usados na execução dos revestimentos.
Matos (2010) destaca que a indústria cimenteira é responsável por cerca de 5% das emissões de dióxido de carbono em todo o mundo, um dos principais causadores do efeito estufa, além de outros óxidos prejudiciais como o de nitrogênio, óxidos de enxofre e demais partículas. Por ser um importante material de construção o consumo de cimento no ano de 2006 chegou à marca de mais de 2000 toneladas consumidas em todo o mundo e a previsão é que seu uso deverá duplicar nos próximos 30 anos (MATOS, 2010).
A partir desses dados é notável que a demanda por materiais cimentícios é muito grande fazendo com que a substituição destes por resíduos desencadeie uma grande economia de energia e contribua com a limpeza urbana e preservação do meio ambiente.
1.2 PROBLEMA
Do ponto de vista sustentável reciclar os resíduos pode apresentar diversas vantagens, entre elas a preservação dos recursos naturais, a redução do volume de aterros e incineração, diminuição da poluição e do consumo de energia necessário na produção de um determinado bem. Mas para que essa utilização seja favorável é imprescindível que surjam cada vez mais pesquisas e estudos sobre o comportamento de argamassas quando são incorporados em sua constituição RCD, comprovando assim sua eficiência (BRAGA, 2010).
Apesar da importância destas análises há poucos trabalhos que apresentam alternativas para a substituição do cimento tanto em concretos, quanto em argamassas, algumas das principais ponderações consultadas neste estudo estão presente em COSTA (2015), SCANDOLARA (2010), SILVA (2016), ARAUJO (2017), VIEIRA (2005) APOLINÁRIO (2014).
Para avaliar a qualidade de utilização de resíduos de construção reciclados em argamassas e concretos utiliza-se como referência a comparação entre as propriedades mecânicas destas misturas em relação às argamassas e concretos produzidas com o material convencional (LEVY; HELENE, 2004). No caso de argamassas com substituição parcial do cimento por material residual buscou-se neste trabalho de conclusão de curso analisar as mudanças nas características dessa mistura em seu estado fresco e endurecido.
1.2.1 Questão da pesquisa
Qual a influência da substituição parcial de cimento Portland por filler de RCC no desempenho de argamassa de revestimento em diferentes percentuais?
1.2.2 Objetivos da pesquisa
OBJETIVO GERAL
Avaliar o desempenho de argamassas com substituição parcial do cimento Portland por diferentes percentuais de frações finas originadas no processo de reciclagem de resíduos da construção civil (RCC)
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Verificar o desempenho de argamassas produzidas com substituição parcial de cimento por filler de RCC quanto à:
resistência mecânica, através da tração por flexão e compressão; profundidade da carbonatação;
absorção de água por capilaridade;
aderência através do ensaio de arrancamento à tração; retração em função da idade.
2. EMBASAMENTO TEÓRICO
2.1 ARGAMASSA DE CIMENTO PORTLAND
As argamassas podem ser definidas como a mistura de agregados, aglomerantes e água, apresentando como características principais o endurecimento e a aderência. Nas obras normalmente utiliza-se para essa composição o agregado areia natural lavada e como aglomerantes o cimento Portland e a cal hidratada (FIORITO, 2009).
Os revestimentos argamassados são tecnologias da construção utilizados desde a idade média. Inicialmente as alvenarias usadas eram construídas com tijolos cerâmicos assentados e revestidos com argamassa de cal e areia. Após a invenção do cimento Portland as argamassas evoluíram, a resistência aumentou e a aderência às bases onde eram aplicadas melhorou consideravelmente (CEOTTO et al., 2005).
Nesse material de construção podem ainda ser adicionados alguns produtos especiais, como aditivos ou adições, capazes de melhorar determinadas propriedades do composto. As argamassas utilizadas como revestimento podem ser compostas essencialmente por cal, cimento ou mistas de cal e cimento (ABCP, 2002). Cada um destes constituintes apresenta diferentes funções que quando combinadas definem o desempenho final da mistura.
2.1.1 Materiais constituintes
A definição da composição e dosagem da argamassa é feita previamente a sua utilização na obra. A composição é determinada em função dos materiais constituintes, enquanto que a dosagem, conhecida também por traço, é referente às proporções dos materiais utilizados. Cada material empregado possui características próprias que interferem nas propriedades do revestimento, devendo ser analisadas durante a determinação da argamassa (BAÍA; SABBATINI, 2008). Na Tabela 1 podem-se observar os aspectos de cada material a serem observados no processo de composição e dosagem desse material.
Tabela 1: Aspectos a serem considerados na definição do traço da argamassa
Materiais Aspectos a serem considerados na composição e dosagem
Cimento Tipo de cimento (característica) e classe de resistência; Disponibilidade e custo;
Comportamento da argamassa produzida com o cimento;
Cal Tipo de cal;
Forma de produção; Massa unitária;
Disponibilidade e custo;
Comportamento da argamassa produzida com cal;
Areia Granulometria;
Dimensões do agregado;
Forma e rugosidade superficial dos grãos; Massa unitária;
Inchamento;
Impurezas orgânicas;
Comportamento da argamassa produzida com areia;
Água Características dos componentes da água, quando essa não for potável;
Aditivos Tipo de aditivo (características); Finalidade;
Comportamento da argamassa produzida com a adição; Disponibilidade, manutenção das características e custo.
Fonte: Baía e Sabbatini (2008, p.37) 2.1.1.1 Cimento
O cimento Portland é produzido a partir da união do calcário, argila, gesso e outros materiais chamados de adições. Apesar de a argila e o calcário serem extraídos da natureza é necessário no processo de fabricação do material a utilização de amplas instalações industriais (ABPC, 2004). Nestas indústrias a mistura de cal e argila, conhecida como clínquer, é cozida até sua fusão inicial, de maneira que toda a cal se combine com os compostos argilosos. Após a combustão é então adicionado sulfato de cálcio com a função de regularizar o tempo de início e fim das reações (PETRUCCI, 1998).
De acordo com ABCP (2002) o cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, aglomerantes ou ligantes que quando misturado com a água endurece. Após esse endurecimento, mesmo que novamente entre em contato com a água não sofre decomposição. Quando utilizado
em argamassas desempenha funções mecânicas, além de contribuir para a retenção de água na mistura e para a plasticidade.
O cimento por ser um material industrializado com controle de qualidade é pouco responsável pelas patologias das argamassas. Na maioria dos casos os problemas estão relacionados ao traço utilizado, por exemplo, um traço com grande volume de cimento pode resultar em uma alta rigidez, fissuração e retração, enquanto que um traço com menor quantidade desse aglomerante é capaz de desencadear a desagregação do revestimento (CARASEK, 2011).
Carasek (2011) salienta que qualquer cimento pode ser empregado nas argamassas de revestimento, desde que seja analisada com cuidado a sua finura. Cimentos com finura elevada podem produzir grande retração plástica, contribuindo para a formação de fissuras. Estas permitem a entrada de água, prejudicando a durabilidade dos revestimentos.
Quanto à proporção desse material a ser utilizada deve-se analisar cuidadosamente, pois um alto teor de cimento por exigir maior quantidade de água pode provocar fissuras devido a sua evaporação e consequentemente retração na secagem. Por outro lado, o excesso de material pode provocar esse mesmo problema, mas com falhas na interface pasta/ agregado, conforme Figura 1 a seguir.
Figura 1: Influência da quantidade de cimento na argamassa
Fonte: ABCP (2002, p.19) 2.1.1.2 Cal Hidratada
A NBR 7175 (ABNT, 2003) define a cal hidratada como sendo o pó obtido através da hidratação da cal virgem, composto por uma mistura de hidróxido de cálcio, hidróxido de
magnésio e óxido de magnésio. São produzidas em três tipos normalizados, I, II e CH-III. Durante o processo de cura, a argamassa composta por cal absorve o dióxido de carbono (CO2) do ar e libera água, formando novamente a rocha calcária (ABPC, 2004).
Bauer (2000) contribui dizendo que o processo de endurecimento do material (recombinação com o gás carbônico) ocorre de forma lenta, de fora para dentro, necessitando de certa porosidade para permitir a evaporação da água em excesso à penetração do CO2 da atmosfera.
A cal é utilizada principalmente como aglomerante em argamassas mistas de cimento cal e areia, desenvolvendo as seguintes propriedades: plasticidade, capacidade de retenção de água, resistência à penetração da água, durabilidade, resistência ao aparecimento de trincas e fissuras, entre outras (YAZIGI, 2009). Quando comparada a cal virgem oferece algumas vantagens, como por exemplo, o fácil manuseio, transporte e armazenamento. Por se tratar de um material seco e pulverulento oferece ainda maior praticidade de mistura durante a preparação da argamassa do que a pasta formada pela extinção da cal viva (Bauer, 2000).
2.1.1.3 Agregado miúdo
Agregado é o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inertes e com características adequadas para seu uso em obras de engenharia. Quanto à origem pode-se classifica-lo como natural ou artificial. O natural já é encontrado na natureza como agregado, é o caso da areia de mina, cascalho, areia de rio, entre outros. O artificial, por outro lado, necessita de um processo de preparação para chegar à forma adequada para uso, como exemplo pode-se citar a areia artificial e a brita (YAZIGI, 2009).
Outra forma de classificação é quanto ao tamanho, podendo chamar-se agregado graúdo ou miúdo. A areia natural ou artificial cujo diâmetro máximo for igual ou inferior a 4,8mm é denominada agregado miúdo, enquanto que agregado graúdo é o pedregulho ou a pedra britada com diâmetro mínimo superior a 4,8mm (YAZIGI, 2009).
Conforme Manual de Revestimento de Argamassa (ABCP, 2002) a granulometria da areia deve ser continua, a fim de reduzir a porção de vazios, diminuir a quantidade de pasta de preenchimento e assim minimizar eventual retração. Sendo ainda que o teor de finos deve ser apropriado, pois o excesso destes aumenta o consumo de água de amassamento, resultando em uma maior retração durante a secagem do revestimento.
Araujo (1995) complementa dizendo que a utilização de agregados miúdos na argamassa desempenha tanto função técnica quanto econômica. Do ponto de vista técnico, pois contribuem para otimizar as propriedades das argamassas, a durabilidade e a textura do revestimento. Já a função econômica está relacionada ao fato de os materiais terem menor custo, quando comparados aos aglomerantes, reduzindo assim o custo final do revestimento.
A granulometria do agregado miúdo, também interfere nas proporções de aglomerantes e água na mistura. Quando a curva granulométrica não é contínua ou há excesso de finos ocorre um maior consumo de água de amassamento, fazendo com que a resistência mecânica reduza e a retração por secagem aumente. Na Tabela 2 é possível perceber a influência do material fino, da granulometria e angulosidade dos grãos da areia, nas propriedades da argamassa (ABCP, 2002).
Tabela 2: Influência das características da areia nas propriedades da argamassa
Propriedade Quanto mais fino
Quanto mais descontínua for à granulometria
Quanto maior o teor de grãos angulosos
Trabalhabilidade Melhor Pior Pior
Retenção de água Melhor - Melhor
Retração na secagem Aumenta Aumenta -
Porosidade - Aumenta -
Aderência Pior Pior Melhor
Resistência mecânica - Pior -
Impermeabilidade Pior Pior -
Fonte: ABCP (2002, p. 14) 2.1.1.4 Água
Segundo ABCP (2002) a água além de dar continuidade à mistura permite que ocorram as reações na argamassa, principalmente as que envolvem o cimento. Apesar de a quantidade de agua utilizada pelo executor ser adicionada até se obter a trabalhabilidade desejada é preciso atentar que seu teor seja pré-estabelecido durante o calculo do traço do revestimento. O autor recomenda que seja utilizada no amassamento água potável, ou seja, sem contaminações ou excessos de sais solúveis.
2.1.2 Hidratação da pasta de cimento
O procedimento que resulta nas principais particularidades requeridas para a utilização da argamassa de revestimento nas obras de construção civil está associado ao processo de hidratação do cimento Portland.
Após misturar-se o cimento com a água é que se inicia a hidratação deste aglomerante, formando produtos que apresentam características de pega e endurecimento. Com o passar do tempo à pasta perde consistência (endurece) e o cimento se solidifica (pega), em consequência da hidratação dos aluminatos. Já da hidratação dos silicatos resulta o ganho de resistência e endurecimento do material (JUNIOR, 2015).
Conforme Vieira (2005) são normalmente considerados quatro principais compostos nesse aglomerante, descritos na Tabela 3. Cada composto forma cristais diferentes nas principais fases da pasta endurecida: a fase silicato de cálcio hidratado (C-S-H), Hidróxido de cálcio Ca(OH)2 além dos grãos de clínquer que não foram hidratados. Petrucci (1998) salienta também que na química do cimento usa-se uma simbologia própria que auxilia na compreensão dos fenômenos, sendo C (CaO), S (SiO2), F (Fe2O3) e A (Al2O3).
Tabela 3: Compostos do cimento
Fonte: Vieira (p. 25, 2005)
A primeira fase, a de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) é a mais importante nas definições das propriedades da mistura, compondo de 50% a 60% dos volumes totais de sólidos de uma pasta de cimento completamente hidratada. A segunda, formadora do hidróxido de cálcio, também chamado CH, apresenta estequiometria definida (Ca(OH)2) e representa cerca de 20 a
25% dos volumes de sólidos da pasta, mas com baixa contribuição a resistência quando comparada a C-S-H em função da sua baixa área superficial (METHA E MONTEIRO, 2008).
Tem-se ainda a fase sulfoaluminatos de cálcio (15 a 20%) cujo papel é secundário nas relações microestrutura-propriedades, favorecendo a formação da entringita. Por último fala-se dos grãos de clínquer não hidratados presentes na pasta mesmo após muito tempo depois da hidratação, estes podem chegar a gerar um produto de hidratação muito denso, se assemelhando ao clínquer original (METHA E MONTEIRO, 2008).
Vieira (2005, p. 25) depois de analisar as fases de hidratação do cimento citadas acima contribui dizendo que “o CH é, pois, o ponto fraco da estrutura do cimento, visto que, sendo o mesmo um produto solúvel, pode ser lixiviado, deixando a estrutura porosa e resultando não apenas na diminuição da resistência, mas também no aumento de sua permeabilidade”.
2.1.3 Funções dos revestimentos argamassados
As camadas de revestimento executadas nas construções com o uso de cimento, cal, areia e água são conhecidas como emboço e reboco, podendo-se aplicar ainda um suporte ou camada de chapisco (IOPPI, 1995). Suas principais funções, determinadas pela NBR 13529 (ABNT, 2013) são:
Chapisco: uniformizar a superfície quanto à absorção de água e melhorar a aderência da próxima camada;
Emboço: cobrir e uniformizar a superfície da base ou chapisco a fim de permitir a execução de outra camada (reboco, revestimento decorativo ou acabamento final);
Reboco: receber o revestimento decorativo ou acabamento final.
Carasek (2007) contribui dizendo que o revestimento pode ainda ser constituído por outros dois tipos de camadas únicas, conhecidas como:
Camada única ou massa única: revestimento composto por um único tipo de argamassa, sobre o qual é aplicada uma camada decorativa;
Revestimento decorativo monocamada (RDM): revestimento aplicado em uma única camada que exerce a função de regularização e também de decoração, utilizado principalmente na Europa.
De acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 2002) o revestimento em argamassa pode ser entendido como a proteção da superfície porosa através da execução de camadas sobrepostas, com espessura uniforme. Seus principais objetivos são:
Proteger a base e a estrutura da ação direta dos agentes destrutivos; Formar uma base regular, apta a receber outros tipos de revestimentos.
Milito (2009) salienta que os revestimentos em alvenarias são realizados para garantir maior resistência a impactos ou abrasão, aumentar o isolamento térmico ou acústico, tornar as paredes laváveis ou apenas impermeabiliza-las. Para Bauer (2005) além destas propriedades esse material deve ainda ter plasticidade, para que no momento do lançamento e aplicação se deforme sobre o substrato mantendo a forma final desejada. Ainda para o autor, para ser capaz de envolver a base necessita-se de fluidez, enquanto que para preservar a trabalhabilidade a pasta deve ser capaz de reter adequada quantidade de água (Figura 2).
Figura 2: Propriedades do revestimento em alvenaria
Fonte: Bauer (2005, p. 13)
Segundo Santiago (2007) a argamassa colabora diretamente para a durabilidade das edificações, devendo apresentar essencialmente as seguintes condições: compacidade (quanto mais compacta mais resistente), impermeabilidade (impedir a penetração da água) e aderência (evitando o descolamento e consequente degradação). De acordo com JOISEL (1981) para uma boa aderência e um revestimento de qualidade a composição granulométrica da mistura deve ser bem estudada e acrescentada juntamente com uma proporção suficiente de finos. Para o autor
elementos muito finos dão a argamassa boa trabalhabilidade, ou seja, boa retenção de água e plasticidade.
2.2 ADIÇÕES MINERAIS
As adições minerais são compostos inorgânicos (silico-cálcico-aluminosos) que apresentam estrutura vítrea, podendo ser de origem natural ou artificial (resíduos industriais) (ALBUQUERQUE; LIMA, 2014). Esses materiais têm propriedades pozolanicas ou cimentantes que podem ser utilizadas de duas formas diferentes: a primeira como substituição de parte do cimento e a segunda como adição em percentuais proporcionais ao peso do cimento (SILVEIRA, 1996).
2.2.1 Pozolanas
A NBR 12653 (ABNT, 1992) define materiais pozolânicos como:
Materiais silicosos ou silicoaluminosos que, por si sós, possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que, quando finamente divididos e na presença da água, reagem com o hidróxido de cálcio à temperatura ambiente para formar compostos com propriedades aglomerantes.
Neville (2016) enfatiza que é imprescindível que a pozolana esteja finamente moída, pois dessa maneira a sílica pode se combinar com o hidróxido de cálcio (produzido pelo cimento Portland em hidratação).
Para Vieira (2005) a pozolana quando introduzida à pasta de cimento hidratada reage com o CH consumindo-o e produzindo novos compostos resistentes como o C-H-S. As partículas que não reagem com os produtos resultantes da hidratação (residual) e demais compostos formados durante a reação pozolânica (C-A-H) desempenham apenas a função de filler, diminuindo a porosidade da estrutura final.
A equação 1 representa essa reação conhecida como pozolânica (VIEIRA,2005):
Equação 1: Reação pozolânica
Pozolana+CHcimento Portland + H C-S-H+ C-A-H + pozolana residual
As pozolanas são divididas em grupos, de acordo com a sua origem. A Tabela 4 mostra essa classificação (ABNT, 1992):
Tabela 4: Classificação das pozolanas
Pozolanas naturais Materiais de origem vulcânica, geralmente de caráter pe-trográfico ácido (65% de SiO2) ou de origem sedimentar com atividade pozolânica.
Pozolanas artificiais Materiais provenientes de tratamento térmico ou subprodutos industriais com atividade pozolânica
Argilas calcinadas Materiais provenientes de calcinação de certas argilas submetidas a temperaturas, em geral, entre 500°C e 900°C, de modo a garantir a sua reatividade com hidró- xido de cálcio.
Cinzas volantes Resíduos finamente divididos que resultam da combustão de carvão mineral pulverizado ou granulado com atividade pozolânica.
Outros materiais Materiais não-tradicionais, tais como: escórias siderúrgicas ácidas, cinzas de resíduos vegetais, rejeito de carvão mineral.
Fonte: ABNT (1992)
Netto (2006) explica que a substituição parcial do cimento por pozolana gera uma economia de energia, redução do custo de fabricação e consequentemente um maior período de exploração das jazidas de calcário e argila. Conhecer as características destes materiais e o seu comportamento quando adicionados a concretos e argamassas é imprescindível, diante dos benefícios que estes podem proporcionar.
2.2.2 Materiais cimentantes
Material cimentante é aquele com capacidade para formar produtos cimentante, como o C-S-H, sem ser necessário o hidróxido de cálcio (presente no cimento). Quando usado com cimento Portland (adição ou substituição), na presença de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e gipsita sua hidratação é acelerada (FONSECA, 2010).
2.2.3 Filler
De acordo com Linhares (2010 apud DIAS, 2013) as partículas finas da pozolana que não reagem com o cimento e outros compostos formados durante as reações pozolânicas desenvolvem apenas a função de filler, reduzindo a porosidade da estrutura resultante.
Fonseca (2010) define filler como sendo um material significativamente fino, com partículas de diâmetro próximo ao do cimento, sendo constituído de materiais naturais ou materiais inorgânicos processados. Para Hanna Wada (2010 apud JUNIOR, 2011) efeito desse material, conhecido como efeito filler, consiste no preenchimento dos espaços vazios das partículas do cimento por grãos, gerando um material mais compacto e mais resistente.
2.3 INFLUÊNCIA DAS ADIÇOES MINERAIS E DA FINURA DOS CONSTITUINTES NAS PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
O teor de finos dos aglomerantes e a composição granulométrica do agregado miúdo apresenta relação direta com as propriedades das argamassas. A finura está relacionada à propriedade aglomerante do cimento, pois atua na reatividade e na velocidade das reações químicas que ocorrem durante a pega e o endurecimento. O aumento da finura dos cimentos gera uma maior atividade superficial das partículas de hidratação. Por outro lado “a velocidade de despendimento de calor de hidratação, o teor de água para uma mesma trabalhabilidade, a retração e/ou risco de fissuração estão também diretamente relacionadas à finura, fato que merece certa atenção” (BAUER; SOUSA, 2005, p.17).
Em alguns materiais especiais utilizados na fabricação de concretos e argamassas é comum a determinação do seu potencial de pozolanicidade através da sua finura. Materiais pozolânicos como já mencionado anteriormente são compostos (silicosos ou silicoaluminosos) que apresentam ou não atividade aglomerante, “mas que, quando finamente divididos e na presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio a temperatura ambiente para formar compostos com propriedades aglomerantes. (ABNT, 2002, p.1)”. Atribui-se as pozolanas além do efeito químico, um efeito físico (preenchimento de vazios) que contribui para o aumento da resistência mecânica. A parcela fina dos materiais ou finura é determinada a partir da quantidade do mesmo que fica retida na peneira #200 (malha 0,075mm) (FREIRE; BERALDO; 2003).
Percebe-se que as argamassas possuem diversas propriedades de maior ou menor importância de acordo com a sua aplicação e tipo e finura dos materiais constituintes. Estas características podem ser determinantes tanto no estado fresco como no endurecido (SANTOS, 2014). A seguir serão apresentadas suas particularidades, bem como as suas influências na vida útil da edificação.
2.3.1 No estado fresco
As argamassas são aplicadas em seu estado fresco, uma etapa curta e intermediária do processo, que é imprescindível para possibilitar uma aplicação produtiva e livre de defeitos (CARDOSO et al, 2010). Para Braga (2010) o desempenho das argamassas no estado fresco está relacionado aos materiais empregados e as respectivas proporções, bem como à mistura, espessura da camada e tipo de aplicação. Para o autor conhecer seu comportamento no estado plástico é fundamental, afinal as deficiências geradas nessa fase irão interferir na qualidade final do revestimento.
2.3.1.1 Trabalhabilidade
A trabalhabilidade está ligada a facilidade dos operários em executar os revestimentos durante as atividades de manuseio e aplicação das argamassas. Pode-se dizer que uma trabalhabilidade falha é consequência de uma argamassa áspera, muito fluída ou seca, com segregação ou exsudação excessivas (SOUSA, 2005). Já para Recena (2015) o conceito de trabalhabilidade pode ser compreendido como a maior ou menor facilidade de acomodar a argamassa em sua posição final, garantindo um bom rendimento.
Carasek (2007, p. 7) define:
A trabalhabilidade é a propriedade que garantirá não só condições de execução, como também o adequado desempenho do revestimento em serviço. Deve-se ajustar a trabalhabilidade da argamassa à sua forma de aplicação em obra. Assim, relativo à aplicação, a consistência e a plasticidade da argamassa deverão ser diferentes se a argamassa for aplicada por meio de colher de pedreiro (aplicação manual), ou se for projetada mecanicamente, em equipamento onde a massa é bombeada através do mangote e projetada na pistola com auxílio de ar comprimido [...].
A alteração na trabalhabilidade está relacionada à quantidade de água adicionada na sua preparação, desde que haja quantidade suficiente de material fino (aglomerante) para reter a água adicionada garantindo a estabilidade de volume e coesão na sua aplicação. Por outro lado, quando houver excesso de água na argamassa esta se tornará fluída e menos trabalhável devido a perda de coesão incapacitando a sua utilização (RECENA, 2015).
Silva (2014) considera a consistência e a plasticidade as principais propriedades que definem a trabalhabilidade de uma argamassa. Conforme Rago e Cincotto (1995) a consistência é uma característica de grande relevância em revestimentos, influenciada pelo comportamento da pasta (tipo de aglomerante e quantidade de água) e pelas características do agregado miúdo (granulometria). Já Sabbatini (1984) evidencia que o que influencia a consistência da argamassa é a relação água/aglomerante; relação aglomerante/areia; a granulometria da areia e também a natureza e qualidade do aglomerante.
Em relação à consistência, Carasek (2007) classifica a massa argamassada em:
Argamassa seca: a pasta de aglomerante preenche os vazios entre os agregados, permitindo o contato entre os grãos;
Argamassa plástica: a camada de pasta aglomerante “molha” a superfície dos agregados, gerando uma boa adesão entre eles;
Argamassa fluída: as partículas o agregado estão submersas na pasta de aglomerante, sem coesão interna, sujeitas a segregação. Os grãos de agregado não dispõem de resistência ao deslizamento e a argamassa por ser muito líquida não permite a execução apropriada do trabalho.
Bauer et al (2005) expõe que diversos fatores influenciam nas propriedades da argamassa, podendo ser internamente ou externamente. Dentre os internos observa-se o teor de água, determinado para a mistura em função da consistência desejada, analisando também a proporção entre aglomerante e agregado, a forma e textura dos grãos do agregado assim como sua distribuição granulométrica. Já em externos pode-se pensar no tipo de mistura realizada, manuseio, aplicações do material, acabamento e características da base de aplicação.
2.3.1.2 Capacidade de retenção de água
Esta característica se refere à capacidade da argamassa em reter a água de amassamento contra a sucção da base ou contra a evaporação. Através dela é possível permitir a adequada
hidratação do cimento, o endurecimento gradativo da argamassa e assim assegurar o desempenho eficiente do revestimento (NAKAKURA; CINCOTTO, 2004).
Recena (2015) complementa dizendo que essa capacidade de retenção garante a aderência da mistura nos substratos, evitando o seu desplacamento e garantindo a homogeneidade das alvenarias. Em argamassas com grande capacidade de retenção de água, a perda da água de amassamento é lenta, ocorrendo simultaneamente ao progressivo ganho de resistência, minimizando assim a diminuição do volume e riscos de fissuração. Em contrapartida Lopes (2013, p.24) nos diz que “[...] a rápida perda de água compromete a resistência, aderência e a capacidade de absorver deformações, assim, a durabilidade e estanqueidade do sistema de revestimento ficam comprometidas”.
É importante conhecer esta propriedade principalmente quando a massa argamassada é aplicada sobre substratos com alta sucção de água ou há predominância de altas temperaturas, baixas umidades relativas e ventos fortes. A composição do material é um dos fatores que alteram a maior ou menor retenção de água da mistura (CARASEK, 2007). Na Figura 3 percebe-se que argamassas mistas de cimento e cal apresentam maior capacidade de retenção de água, quando comparadas com argamassas apenas de cimento.
Figura 3: Variação da retenção em função da composição da argamassa
Fonte: Carasek (2007, p.16)
Ainda sobre a influência da composição da argamassa Bastos (2001, p. 36) conclui que a quantidade de materiais finos melhora a retenção de água em argamassas. “[...] O aumento de teor de finos não só aumenta a área total de contato das partículas sólidas com a água, fazendo
com que haja maior quantidade de ligações entre estes dois componentes da mistura, como também diminui os espaços a serem percorridos pela água, dificultando sua remoção.”
2.3.1.3 Retração
Para Bastos (2001) a principal causa da retração esta relacionada à perda de água da pasta de cimento, sem considerar o efeito de contração térmica. No estado fresco, logo após a sua aplicação, as argamassas normalmente são expostas a um ambiente de umidade relativa menor que 100% e sujeitas à ação do sol e do vento, causando grande perda de água por evaporação. Além disso, essa mistura pode estar sujeita ainda a perda de água por sucção, quando aplicada sobre um substrato poroso.
Esse processo de retração por perda de água é conhecido como retração plástica, o qual ocorre antes da pega do cimento, quando a parte sólida da mistura apresenta mobilidade entre as partículas. Normalmente a diminuição do volume da mistura corresponde ao volume de água perdido (BASTOS, 2001).
A retração plástica é influenciada pelo teor de materiais com grãos de tamanho inferior a 0,075mm, sendo assim, quanto maior o teor de finos, maior será a retração, principalmente no caso de grãos menores de 0,005mm (argila). Esse material por apresentar grande plasticidade e alta superfície específica precisa, para garantir boa trabalhabilidade, uma grande quantidade de água de amassamento, causando também maior retração e fissuração. O aumento na quantidade de água pode interferir no endurecimento da argamassa, levando a uma diminuição da sua resistência mecânica, devido ao aumento da relação água/aglomerante. A não ser quando os finos forem resultados da britagem de calcário, levando a uma redução de água e consequentemente uma menor retração pela secagem (CARASEK, 2007).
2.3.2 Estado endurecido
No estado endurecido as propriedades dos revestimentos em argamassas estão relacionadas ao seu desempenho após a sua aplicação, tais como, resistir aos esforços, deformações e intempéries a que estão sujeitas (AZEREDO, 2012). As principais características estudadas nessa condição são: resistência mecânica (compressão e tração na flexão), capilaridade. carbonatação e resistência a tração.
2.3.2.1 Resistência mecânica
A resistência mecânica está vinculada a capacidade que os revestimentos têm de resistir aos esforços geradores das tensões de tração, compressão e cisalhamento. Alguns exemplos destas solicitações são os esforços de abrasão superficial, cargas de impacto e movimentação (contração e expansão) dos revestimentos, causadas por variações da umidade (ABCP, 2002).
A tensão de compressão é utilizada para o controle da produção do cimento e empregada em argamassas para verificar a uniformidade da produção. Esse esforço está ligado principalmente a argamassa de assentamento pela maneira com que esta vai ser solicitada no sistema de vedação, enquanto que na estrutura de revestimento a maior tensão é a de tração e cisalhamento (NAKAKURA; CINCOTTO, 2004).
Segundo Lopes (2013) aumenta-se a resistência mecânica quando se reduz a porção de agregado miúdo (areia) na mistura e aumenta ainda mais quando se reduz a quantidade de água. “[...] Portanto, depende diretamente da natureza dos agregados e aglomerantes e da técnica de execução, visando à compactação da argamassa durante sua aplicação e posterior acabamento (LOPES, 2013, p.31).”
Recena (2015) salienta que em relação à quantificação da resistência em argamassa é importante saber qual o valor a ser obtido e como pode ser medido o valor de referencia, a idade e método de ensaio e qual o formato do corpo de prova.
2.3.2.2 Capilaridade
Quando estão em contato direto com a umidade os materiais absorvem água pelos poros capilares. Esse processo ocorre normalmente nas fachadas e outros locais onde há o contato com a água. Yazigi (2009, p.516) explica:
A água é conduzida, através de canais capilares existentes no material, pela tensão superficial. Caso a água seja absorvida permanentemente pelo material de construção em região em contato direto com o terreno, e não seja eliminada por ventilação, será transportada gradualmente para cima, pela capilaridade. Esse é o mecanismo típico de umidade ascendente.
Os capilares são os espaços que ainda não foram cheios de compostos hidratados do aglomerante, em função disto é que a permeabilidade depende do processo de hidratação, ou seja, quanto maior a idade da argamassa, maior será o grau de endurecimento e mais baixa a sua
permeabilidade. Quando a porosidade for alta e os poros forem interligados, maior será o deslocamento dos fluidos em seu interior, aumentando assim a permeabilidade. Por outro lado, se os poros não forem contínuos, ou não propiciarem a movimentação de fluidos, a permeabilidade será baixa, mesmo com alta porosidade (NIKAKURA; CINCOTTO, 2004).
2.3.2.3 Retração
A retração está associada a uma deformação física na estrutura da pasta de cimento hidratada, sendo resultado de diferentes fenômenos e podendo ocorrer em argamassas tanto em seu estado fresco, quanto no endurecido. No estado endurecido ela depende do tamanho e do tipo de vazios que perdem água e da forma com que a água está ligada as superfícies da mistura endurecida (BASTOS, 2001).
Diniz et al (2011) considera os seguintes tipos de retração:
1) A retração devido à contração química ou deformação autógena que ocorre entre o cimento e a água gerando redução de volume.
2) Retração por secagem ou hidráulica que é aquela relacionada à perda de umidade para o ambiente, causando fissuração.
3) E ainda a retração por carbonatação, resultado da reação química entre o CO2 presente no ambiente e os compostos hidratados do cimento como o Ca(OH)2. Essa reação gera água que durante a evaporação aumenta a retração na secagem.
Neville (2016) diz que a retração da pasta de cimento hidratada será maior quanto maior for à relação de água/cimento, afinal é ela quem controla a quantidade de água evaporável presente na pasta e a velocidade com que está pode se mover em direção a superfície do elemento.
2.3.2.4 Carbonatação
Entende-se que a durabilidade de um revestimento está vinculada ao seu uso no estado endurecido, que reflete o seu desempenho quando sujeito às ações do meio externo durante um período de tempo (LOPES, 2013). A maioria das pesquisas sobre a durabilidade está relacionada à compreensão do processo de carbonatação e as variáveis que interferem nesse fenômeno: cura, composição, cimento, fator água cimento e porosidade (SILVA, 2002).
As reações de hidratação do cimento produzem cristais de C-S-H (silicato de cálcio hidratado), resistentes e insolúveis a água, além de Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio) e Mg(OH)2 (hidróxido de magnésio), solúveis em água. Com a penetração de ar nos poros da pasta hidratada ocorre contato do CO2 do ar com os hidróxidos, e em meio úmido, ocorrem reações químicas que darão origem ao CaCO3 (carbonato de cálcio) e ao (MgCO3) carbonato de magnésio. A transformação dos hidróxidos em carbonatos é conhecida como processo carbonatação. Como resultado desse fenômeno tem-se a queda do pH do material, reduzindo também a proteção das armaduras. (JOSÉ, 2009).
A carbonatação está diretamente relacionada às características do cimento, por exemplo, “[...] cimentos cuja estrutura inicial da pasta endurecida se forma lentamente, produzem um gel mais denso, e, consequentemente, um material com maior resistência e menos susceptível ao efeito da carbonatação”(SILVA, 2002, p.13). Por outro lado a relação com os agregados é indireta, todavia algumas particularidades dos agregados interferem em algumas propriedades dos concretos e argamassas, como a porosidade, massa específica e absorção de água.
O autor contribui dizendo que, quando mais poroso o material mais facilitado fica a difusão do gás e o avanço da frente de carbonatação. Em concretos com alta massa específica essa difusão é menor, [...] “com relação à capacidade de absorção de água, a carbonatação pode tanto ser desfavorecida pelo aumento da umidade impedindo a difusão do gás, quanto ser facilitada se a umidade absorvida for suficiente apenas para realização das reações internas.” (SILVA, 2002, p.13).
Em argamassas, a cal faz parte de uma mistura pastosa que penetra nos blocos de construção, fazendo papel semelhante ao cimento através da recristalização dos hidróxidos e das reações químicas com o CO2 do ar. Durante o endurecimento as partículas de hidróxidos se aglomeram e formam cristais que se entrelaçam tornando-se uma malha resistente (GUIMARÃES, 2001).
2.3.2.5 Resistência de Aderência
Bastos (2001) define a aderência da massa no estado endurecido como sendo um fenômeno mecânico, oriundo da penetração da pasta aglomerante nos poros ou entre as rugosidades da superfície de aplicação. Para Bauer (2005, p. 48) “A resistência de aderência representa a máxima tensão que um revestimento suporta quando submetido a um esforço normal de tração [...]”. Lopes (2013) argumenta que ela é a capacidade que o revestimento argamassado tem de
manter-se junto a sua bamanter-se, quando sujeito a tensões normais e tangencias na interface bamanter-se-revestimento. Essa aderência depende dos procedimentos de produção da massa, tipo de base e também sua limpeza.
Pode-se dizer que a aderência resulta da combinação de três propriedades principais na ligação argamassa-substrato (BASTOS, 2001):
Resistência de aderência à tração;
Resistência de aderência ao cisalhamento; Extensão da aderência.
Bastos (2001) salienta que os principais materiais constituintes das argamassas possuem grande influência da aderência no substrato:
Cimento: influencia em razão da sua finura, ou seja, quanto mais fino o cimento, maior a resistência a aderência obtida, tanto em idades superiores a 6 meses, quanto nas iniciais.
Cal: em decorrência de sua finura apresenta plasticidade e retenção de água. Assim, argamassas com cal preenchem com eficiência toda a superfície do substrato, resultando em uma maior extensão de aderência. além disso, esse material garante ainda a durabilidade do revestimento, proporcionada pela habilidade da cal em evitar fissuras e preencher os vazios, através do processo de carbonatação.
Areia: com o aumento da proporção deste agregado há redução na resistência de aderência, por outro lado por ser formada por um esqueleto indeformável de massa garante a durabilidade da aderência pela redução da retração.
Além disso a natureza e características da base exercem papel importante no processo de adesão da argamassa. O diâmetro, a natureza e os tamanhos dos poros influenciam na capacidade de absorção da base, podendo aumentar ou não a extensão de ancoragem do revestimento. Assim como a quantidade de partículas soltas e sais na superfície de aplicação da mistura comprometem a ancoragem da mistura (ABCP, 2004).
2.4 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD)
Os resíduos da construção civil são aqueles oriundos de obras de construção, reforma reparos e demolições, além daqueles gerados a partir da escavação e preparação de terrenos. Entre os mais encontrados destacam-se: blocos cerâmicos, tijolos, concreto em geral, vidros, plásticos, madeira, solo, entre outros (CONAMA, 2002).
“Nas construções o que se encontra na sua grande maioria são materiais que ainda não foram utilizados em qualquer processo da construção, normalmente em razão do desperdício resultante da própria característica artesanal da construção” (PORTO; SILVA, 2008 p.3). Já nas demolições e reformas os matérias são encontrado em seu estado final de utilização, como por exemplo paredes de alvenaria, concreto armado, etc (PORTO; SILVA, 2008).
Oliveira et al (2011 apud CABRAL; MOREIRA, 2011) observaram, por exemplo, que os resíduos de argamassas são os principais constituintes dos RCD da cidade de Fortaleza, correspondendo a cerca de 38% em massa. Na sequência tem-se os resíduos de concreto com 14% e cerâmica 13% em média. Já em Porto Alegre as argamassas são responsáveis por 44,2%, concreto 18,3% e material cerâmico 35,3%.
A preocupação atual esta voltada para a disposição final desses resíduos. Percebe-se em relação aos resíduos urbanos e públicos que as administrações públicas têm mobilizado ações apenas para afastá-los da zona urbana, depositando-os em locais impróprios (rios, encostas de florestas, vales, etc.). Cerca de 80% dos municípios descartam os entulhos em locais a céu aberto, cursos de água e áreas de preservação, sem falar na presença dos catadores, que aumenta ainda mais os problemas sociais resultantes de sua má disposição (IBAM, 2001).
Os resíduos da construção e demolição (RCD) são os principais causadores dos problemas nas áreas urbanas, pois sua geração e descarte incorreto desencadeiam diversos impactos ambientais, sociais e econômicos. Com o intuito de solucionar essas questões é que está se desenvolvendo estudos e novas tecnologias para reduzir, reutilizar e reciclar esses resíduos (SEBRAE, 2006). O autor salienta ainda que:
A construção sustentável baseia-se na prevenção e redução dos resíduos pelo desenvolvimento de tecnologias limpas, no uso de materiais recicláveis ou reutilizáveis, no uso dos resíduos como materiais secundários e na coleta e deposição de resíduo inerte. Portanto, devem ser tomadas medidas que transformem as correntes de resíduos em recursos reutilizáveis. Quando esses resíduos são selecionados, graduados e têm teor de material pulverulento, apresentam elevado potencial de reciclagem, podendo ser utilizados como matéria-prima para produção de materiais de construção SEBRAE (2006, p.65).
Conforme a resolução 307 (CONAMA, 2002) os resíduos da construção podem ser divididos em classes, de acordo com a sua possível reciclagem ou reutilização. A Tabela 5 apresenta esta classificação.
Tabela 5: Classificação dos resíduos da construção civil
CLASSE A
São os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem;
b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto;
c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meio-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras.
CLASSE B
São os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras, embalagens vazias de tintas imobiliárias e gesso.
CLASSE C
São os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem ou recuperação.
CLASSE D
São resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como tintas, solventes, óleos e outros ou aqueles contaminados ou prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à saúde.
Fonte: CONAMA (2002)
No Brasil a reciclagem de RCD é recente quando comparada com a da Europa (principalmente Alemanha). A partir da década de 80 é que começou o estudo da utilização de resíduos sólidos moídos, gerando resultados muito positivos. Essa prática induz á segregação dos resíduos no canteiro de obra e diminui os impactos ambientais através do menor consumo de agregados naturais e menor emissão de poluentes (SEBRAE, 2006) A seguir serão apresentadas pesquisas realizadas com os resíduos de construção e demolição como potencial substitutos do cimento Portland, assim como a sua influência nas principais características (estado fresco e endurecido) das argamassas.
2.4.1 Argamassas de revestimento produzidas com resíduos da construção e demolição
Devido a grande utilização do cimento Portland na indústria da construção civil e também dos vários problemas causados por sua produção é que se torna atrativa a sua substituição por materiais alternativos. É com base nesse pensamento que alguns autores tem se voltado ao estudo dessa substituição em busca de resultados que não alterem as características principais e que auxiliem na durabilidade dos revestimentos nas edificações (SILVA et al, 2016).
Matos (2010) estudou a influência da substituição parcial do cimento por resíduos de vidro moídos (GP), sendo realizadas dosagem nas proporções de 0% (controle) 10% e 20% de pó de vidro e 10% de sílica de fumo. Na Tabela 6 é possível perceber que em relação à trabalhabilidade os valores obtidos demonstram que argamassas produzidas com esses resíduos melhoram a trabalhabilidade à medida que o percentual de GP é aumentado. Já a mistura com a sílica necessitou do uso de superplastificante.
Tabela 6: Trabalhabilidade média das argamassas
Argamassas Trabalhabilidade (mm) Desempenho
CTL 200 -
GP 10 204 2,34%
GP 20 206 3,09%
SF 10 198 Acertada com SP
Fonte: Adaptado de Matos (2010, p.88)
O autor realizou ainda ensaios para verificação da resistência a flexão e a compressão com substituição do cimento por SL (Sílica de fumo, 10%) e resíduo de vidro moído (10% e 20%). Como se pode verificar na Figura 4 a resistência à flexão é superior nas argamassas CTL aos 7,28 e 90 dias, mesmo que nesta última idade todas elas estejam bastante próximas. Já para a idade de 180 dias a resistência à flexão é maior nos com adição de GP em relação aos restantes.
